Estudo dos processos de intercalação e difusão de água em nanosilicatos sintéticos por espalhamento e absorção de raios X de síncrotron

AUTOR(ES)

Luciano Ribeiro

DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste trabalho estudamos os processos de intercalação e difusão de água na argila sintética expansível Ni-Fluorohectorita (Ni-FHT) utilizando técnicas experimentais XRD e XAFS do LNLS em Campinas - SP. Ni-FHT apresenta uma fórmula química por semi-cela onde, refere-se ao cátion entremeado pelas plaquetas. Ni-FHT pode absorver ou perder água que ocasiona uma mudança no espaçamento das plaquetas. Este processo, controlado pela temperatura e umidade sugerem estados estáveis de hidratação que são compreendidos como 0,1,2 ou mais camadas de água. A técnica de espalhamento de raios X síncrotron (XRD/LNLS) foi utilizada para fornecer informações sobre os diferentes estados puros de hidratação, bem como, a coexistência dos diferentes estados, quando movemos de um estado de hidratação puro para outro. Por exemplo, nesse estudo temos observado o aparecimento da coexistência de diferentes estados de Hendrix-Teller e demonstramos que o Formalismo Auto-Consistente (SCF) pode ser utilizado para tratar tal situação. Para a análise de dados reais é necessária a conexão do SCF com o Generalized Simulated Annealing (GSA), no qual, tem sido provado ser um algoritmo muito eficiente para tratar os problemas de mínimos globais. Com o objetivo de fazer estudos similares propomos utilizar a técnica da espectroscopia de absorção de raios X (XAFS/LNLS), tal que, o íon intercalado foi utilizado como uma ponta de prova. 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. O resultado 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 seja mantida em torno de zero e a temperatura variou de 125 C a 20 C. Em todos os valores de umidade e de temperatura observamos a presença de ambos os picos das esferas de coordenação devido à presença de uma estrutura mais estável como do tipo Brucita formada no processo de diálise para a troca catiônica da amostra. Por ser um estudo de processos dinâmicos fomos os primeiros a realizar simultaneamente os experimentos de XRD e de XAFS no LNLS utilizando o melhor de ambas as técnicas.

ASSUNTO(S)

xrd argila quimica xafs formalismo auto consistente e gsa

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