Compostos de vanádio são extensivamente estudados, devido suas propriedades redox, eletroquímicas, catalíticas, magnéticas e biológicas. Nesta dissertação tivemos como foco de nosso trabalho o composto VOPO4.2H2O que apresenta uma forma lamelar com suas lamelas unidas por interações de Van der Waals. Essas fracas interações interlamelares fazem do fosfato de vanadila e de seus componentes análogos excelentes matrizes para a síntese de compostos de intercalação. A morfologia do VOPO4.2H2O mostrou-se sensível a alterações de temperatura e tempo durante síntese. Através da alteração destes parâmetros obtivemos um sólido lamelar com um grau de organização inferior a matriz sintetizada à 130oC e 16 horas, devido a existência da fase II-VOPO4 que foi constatada por difração de raios-X. A quantidade de dois mols de água por mol de VOPO4 manteve-se constante segundo as análises termogravimétricas. As imagens de microscopia eletrônica de varredura confirmaram a estrutura lamelar dos produtos, no entanto uma forma rosácea foi constatada em VOPO4/160oC, sugerindo a presença da fase VOHPO4.0,5H2O, precursora da fase (VO)2P2O7 que atua como catalisador seletivo na reação de oxidação do n-butano à anidrido malêico. A intercalação de íons lantanídeos na matriz VOPO4.2H2O produziu sólidos lamelares com cristalinidade inferior a matriz hospedeira, devido a distorção dos octaedros ocasionado pela redução dos íons vanádio (V) à (IV) apresentando uma diminuição na distância interlamelar com concomitante inserção de íons lantanídeos visando o balanceamento de carga na matriz. A reação de intercalação da matriz VOPO4.2H2O utilizando os tensoativos CTAB e CPC apresentaram resultados satisfatórios confirmados por difração de raios-X e espectrofotometria na região infravermelho. A intercalação de poli(óxido de etileno) assistida com brometo de cetiltrimetilamônio mostrou-se mais adequada apresentando sólidos organizados devido as moléculas de CTAB atuarem como agente diretivo. / Vanadium compounds are intensively studied due to their electrochemical, catalytic, magnetic and biological properties. In this work, our goal was to investigate the VOPO4.2H2O (vanadyl phosphate), which has a lamellar structure formed by VOPO4 sheets interconnected by weak interactions. Taking advantage of this structure, it is possible to synthesize several different intercalation compounds in which the guest species can vary from simple ions to polymeric species. The morphology of VOPO4.2H2O is very sensitive to temperature and time of reaction changes. By varying both parameters, several lamellar matrices have been synthesized. X-ray diffraction, thermal analysis and scanning electronic microscopy showed that depending on the synthetic conditions the arrangements VOPO4.2H2O can change the shape. For instance, in one of the experiments, a rose-like structure was produced, suggesting the presence of VOHPO40.5H2O phase, precursor of (VO)2P2O7 phase, which acts as oxidation catalyst of the n-butane to maleic anhydride. Intercalation of lanthanide ions leads to lamellar solids with low crystallinity in relation to the matrix due to octahedric distortion caused by reduction of vanadium ions (VV to VIV). Besides, it was observed a decrease of the interlamellar distance in function of the electroneutrality balance between the lamellar sheets. Intercalation compounds were produced by reacting surfactants molecules directly with the matrix under hydrothermal conditions. Surfactant-assisted intercalation of poly(ethylene oxide) into VOPO4.2H2O was conducted under soft conditions with the surfactant/matrix compound as a suspension in an aqueous polymer solution.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-20082009-151045 |
| Date | 02 October 2008 |
| Creators | Ferreira, João Paulo Ligabó |
| Contributors | Oliveira, Herenilton Paulino |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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