Estudo dos Processos de Intercalação de Água em Nanosilicatos Sintéticos Utilizando Radiação Síncrotron

  • Luciano Ribeiro Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual de Goiás (UEG), Anápolis
  • Geraldo J. da Silva Instituto de Física, Universidade de Brasília (UNB)
  • Maria S. Pedrosa Mundim Instituto de Física, Universidade de Brasília (UNB)
  • Marcelo H. Sousa Faculdade de Ceilândia, Universidade de Brasília (UNB)
  • Jon O. Fossum Departamento de Física, Norwegian University of Science and Technology (NTNU)
  • Kleber C. Mundim Instituto de Química, Universidade de Brasília (UNB)
Palavras-chave: Intercalação de Água. Argila. Raios X Síncrotron.

Resumo

Neste trabalho apresentamos resultados de processos de intercalação e difusão de água em argilas sintéticas expansíveis do grupo das Fluorohectoritas utilizando técnicas experimentais XRD e XAFS do LNLS em Campinas – SP. As argilas podem absorver ou perder água ocasionando uma mudança no espaçamento das plaquetas. Este processo, controlado pela temperatura e umidade sugerem estados estáveis de hidratação que são denominados como zero,1,2 ou mais camadas de água. A técnica de espalhamento de raios X de síncrotron (XRD/LNLS) foi utilizada para fornecer informações sobre os diferentes estados puros de hidratação, bem como sua coexistência, quando movemos de um estado de hidratação puro para outro. As análises foram feitas usando os programas FEFF, Athena e Artemis seguindo os procedimentos padrões. Para certos valores de umidade relativa a temperatura foi um parâmetro controlado. Os resultados das transformadas de Fourier dos dados de XAFS mostraram que a primeira esfera de coordenação em torno do níquel é do oxigênio e a segunda do níquel, mesmo para uma situação onde a umidade relativa foi mantida em torno de zero e a temperatura variou no intervalo de 125 °C a 20 °C.

Referências

1. Skipper, N. T.; Soper, A. K.; McConnell, J. D. C.; Refson, K. Chem. Phys. Lett. 1990,166, 141–145.

2. Skipper, N. T.; Soper, A. K.; McConnell, J. D. C. J. Chem. Phys. 1991, 94, 5751–5760.

3. Skipper, N. T.; Refson, K.; McConnell, J. D. C. J. Chem. Phys. 1991, 94, 7434–7445.

4. da Silva, G. J.; Fossum, J. O.; DiMasi, E.; Maloy, K. J.; Lutnaes, S. B. Phys. Rev. E 2002, 66, 1–6.

5. da Silva, G. J.; Fossum, J. O.; DiMasi, E.; Maløy, K. J. Phys. Rev. B 2003, 67, 094114.

6. Løvoll, G.; Y. Méheust, B. S.; Maløy, K. J.; Fossum, J.; da Silva, G. J.; Mundim, M.S. P.; Jr., R. D.; Fonseca, D. Physica B 2005, 370.

7. Méheust, I.; Sandnes, B.; Løvoll, G.; Maløy, K. J.; Fossum, J. O.; da Silva, G. J.; Mundim, M. S. P.; Jr., R. D.; Fonseca, D. Clay Science 2006, 12, 66–70.

8. Paula, F.L.O.,Silva, G.J. da,Aquino, R.,Depeyrot, J.,Fossum, J.O.,Knudsen, K.D.,Helgesen, G.,Tourinho, F.A ., Braz. J. Phys. 2009, 39, 163-170 .

9. Méheusta, Y.; Parmar, K. P. S. ; Schjelderupsen, B.; Fossum, J. O.; J. Rheol. 2011, 55(4), 809-833.

10. Kaviratna, P. D.; Pinnavaia, T. J.; Schroeder, P. A. Journal of Physics and Chemistry of Solids 1996, 57, 1897 – 1906.

11. Solin, S. A. Annual Review of Materials Science 1997, 27, 89–115, Cited By (since 1996): 38.

12. Velde, B. Introduction to clay minerals : chemistry, origins, uses, and environmental signifi cance; Chapman & Hall: New York, New York, 1992.

13. Vieira, A. C.; Santos, P. d. S.; Santos, H. d. S. Quíım. Nova 1997, 30, 146–152.

14. Bakk, A.; Fossum, J. O.; da Silva, G. J.; Adland, H. M.; Mikkelsen, A.; Elgsaeter, A. Phys. Rev. E 2002, 65, 021407.

15. Hendricks, S.; Teller, E. J. Chem. Phys. 1942, 10, 147–167.

16. Vishnoi, A. N.; Agarwal, B. K. Proceedings of the Physical Society 1966, 89, 799–804.

17. Stern, E. A.; Heald, S. In Basic principles and applications of EXAFS; Koch, I. E. E.,Ed., Handbook of Synchrotron Radiation ed.; North Holland Publishing Company,1988; pp 955–1014.

18. Stumm von Bordwehr, R. Ann. Phys. Fr. 1989, 14, 377–465.

19. Rehr, J. J.; Albers, R. C. Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621–654.

20. Jackson, J. D. Classical Electrodynamics, 2nd ed.; John Wiley: New York, 1975.

21. Margaritondo, G. Introduction to Synchrotron Radiation; Oxford University Press,1988.

22. Nielsen, J. A.; McMorrow, D. Elements of modern x-ray physics, 2nd ed.; John WilleySons, Ltd: Chichester – England, 2011.

23. Blewett, J. P. Journal of Synchrotron Radiation 1998, 5, 135–139.

24. Brum, J. A.; Meneghini, R. São Paulo Perspec 2002, 16, 48–56.

25. Burgos, M. B. Ciência na periferia: a luz síncrotron brasileira, 1st ed.; Editora Universidade Federal de Juiz de Fora: Juiz de Fora, 1999.

26. Lytle, F. W. Journal of Synchrotron Radiation 1999, 6, 123–134.

27. Cezar, J.; Vicentin, F.; Tolentino, H. Revista Brasileira de Ensino de Física 2000, 22, 363–377.

28. Binsted, N.; Hasnain, S. S. Journal of Synchrotron Radiation 1996, 3, 185–196.

29. Lytle, F. Synchrotron Radiation News 2007, 20, 9–10(2).

30. Stern, E. A. Journal of Synchrotron Radiation 2001, 8, 49–54.

31. Rehr, J. J.; Ankudinov, A. L. Journal of Synchrotron Radiation 2001, 8, 61–65.

32. Ankudinov, A. L.; Rehr, J. J. Journal of Synchrotron Radiation 2003, 10, 366–368.

33. Teo, B.-K.; Joy, D. C. EXAFS spectroscopy: techniques and applications, 1st ed.; Plenum Press: New York – EUA, 1981.

34. Newville, M. Fundamentals of XAFS; Technical Report, 2002, Versão 0.1.

35. Stern, E. A. Phys. Rev. B 1993, 48, 9825–9827.

36. Eisberg, R.; Resnick, R. Física Quântica - Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos e Partículas; Editora Campus, 1994.

37. Sayers, D. E.; Stern, E. A.; Lytle, F. W. Phys. Rev. Lett. 1971, 27, 1204–1207.

38. Ravel, B.; Newville, M. J. Synchrotron Rad. 2005, 12, 537–541.

39. Tolentino, H.; Dartyge, E.; Fontaine, A.; Tourillon, G. Journal of Applied Crystallography 1988, 21, 15–22.

40. Tolentino, H. C. N.; Cezar, J. C.; Watanabe, N.; Piamonteze, C.; Souza-Neto, N. M.;Tamura, E.; Ramos, A. Y.; Neueschwander, R. Physica Scripta 2005, T115, 977–979.

41. Dähn, R.; Scheidegger, A. M.; Manceau, A.; Schlegel, M. L.; Baeyens, B.; Bradbury, M. H.; Morales, M. Geochimica et Cosmochimica Acta 2002, 66, 2335 – 2347.

42. Aalerud, T. N. Mestrado em Física, Norwegian University of Science and Technology - Faculty of Physics, Informatics and Mathematics Department of Physics: Trondheim, 1999.

43. Pandya, K. I.; O’Grady, W. E.; Corrigan, D. A.; McBreen, J.; Hoffman, R. W. The Journal of Physical Chemistry 1990, 94, 21–26.
Publicado
2011-07-01
Como Citar
Ribeiro, L., Silva, G. J. da, Mundim, M. S. P., Sousa, M. H., Fossum, J. O., & Mundim, K. C. (2011). Estudo dos Processos de Intercalação de Água em Nanosilicatos Sintéticos Utilizando Radiação Síncrotron. Revista Processos Químicos, 5(10), 56-74. https://doi.org/10.19142/rpq.v5i10.142