Desenvolvimento e Caracterização de Pigmentos e Superfícies Ecoeficientes com Alta Reflectividade NIR: otimização da síntese de ferrita de bismuto (BFO) dopada com lantânio

Abstract

As ferritas, em especial a Ferrita de Bismuto (BiFeO3), também conhecida como BFO, é um dos materiais mais estudados nos últimos anos devido às possíveis aplicações elétricas, magnéticas e ópticas à temperatura ambiente. Muitas pesquisas exploram suas propriedades, mas problemas são encontrados durante a síntese, devido ao aparecimento de fases indesejáveis como Bi25FeO40 e Bi2Fe4O9, principalmente na síntese via reação no estado sólido, podendo restringir as aplicações tecnológicas deste material. Diante desse cenário, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência da dopagem com Lantânio (x = 0,1 e 0,4 mmol de La) na síntese por reação no estado sólido , com a finalidade de minimizar o aparecimento de fases secundárias, em amostras com tempo de permanência na temperatura de calcinação distintos. Foram avaliados os patamares de calcinação de 1 hora, 3 horas e 5 horas, e sem patamar. Primeiramente foi realizada a preparação das amostras , com a mistura estequiométrica dos reagentes: Óxido de Ferro (III) (Fe2O3), Óxido de Bismuto (III) (Bi2O3) e Óxido de Lantânio (III) (La2O3), em seguida estas foram calcinadas a 850°C nos diferentes patamares. Após a calcinação, os pós foram desaglomerados e a caracterização por Difração de Raios X (DRX) foi efetuada para verificar se as fases cristalinas formadas. Também foi realizada a caracterização óptica mediante a medida da reflectância e dos parâmetros colorimétricos CIELab por Espectrofotometria UV-Vis. Observou-se que a dopagem com Lantânio reduziu a presença das fases secundárias e melhorou as propriedades colorimétricas dos pós de BFO. A inserção do Lantânio na estrutura da BFO provocou mudança estrutural que resultou no deslocamento dos picos cristalinos referentes às fases presentes nas amostras.. As propriedades colorimétricas das amostras obtidas com dopagem de 0,4 mmol de Lantânio nos patamares de calcinação de 3 horas e 5 horas mostraram-se interessantes para aplicação como pigmentos em função da intensidade de cor apresentada. Uma análise preliminar por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) indicou partículas de formato irregular e tamanho na escala nanométrica.