SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COBALTITA DE NIQUEL (NiCo2O4) OBTIDAS PELO MÉTODO DOS PRECURSORES POLIMÉRICOS

Autores

DOI:

https://doi.org/10.15628/holos.2016.3238

Palavras-chave:

Cobaltita de Níquel, Spinélia de Níquel, Pechini.

Resumo

A cobaltita de níquel NiCo2O4 de estrutura do tipo espinélia e suas soluções sólidas (NixCo1-xO4), tem sido amplamente utilizadas em materiais para armazenamento eletrônico de informação, catodo de baterias recargáveis de lítio, termistores, sensores de gás, eletrocatálise e supercapacitores, devido a sua elevada condutividade elétrica e propriedades antiferromagnéticas. Entretanto este material apresenta baixa estabilidade térmica em torno dos 400 °C, que ocasiona a perda de NiO, afetando de maneira significativa as propriedades físicas e estruturais do material produzido. Poucos trabalhos na literatura abordam procedimentos adequados para sua obtenção desse material sem a presença de fases cristalinas secundárias. Neste trabalho a cobaltita de níquel (NiCo2O4), foi preparada pelo método dos precursores poliméricos numa razão mássica de 60/40 entre o agente quelante (ácido cítrico) e o polimerizante (etilenoglicol). O gel polimérico obtido foi calcinado a 350 °C para a eliminação do material orgânico e em seguida tratado termicamente às temperaturas de 450 °C, 550 °C e 750 °C. Os materiais obtidos foram caracterizados por TG/DSC, Difração de raios X (DRX), Refinamento Rietveld e Espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que é possível se obter a fase cobaltita de níquel (NiCo2O4) independente do tratamento térmico empregado.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Marcelo Moizinho Oliveira, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão - Campus Monte Castelo

Possui graduação em Química Industrial pela Universidade Federal da Paraíba (1994), mestrado em Química Inorgânica pela Universidade Federal da Paraíba (1997) e doutorado em Ciências, área de Concentração Físico-Química, pela Universidade Federal de São Carlos (2002). Atualmente é professor associado III do Departamento Acadêmico de Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão - Campus São Luís Monte Castelo e professor do Programa de Pós-Graduação de Engenharia de Materiais deste instituto e membro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia.

Referências

BOLDRIN, P.; HEBB, A.K.; CHAUDHRY, A. A.; OTLEY, L.; THIEBAUT, B.; BISHOP, P.; DARR, J. A. Direct synthesis of nanosized NiCo2O4 spinel and related compounds via continuous hydrothermal synthesis methods. Industrial and Engineering Chemistry Research, v.46, n. 14, p. 4830-4838, June 2007.

CABO, M.; PELLICER, E.; ROSSINYOL, E.; CASTELL, O.; SURIÑACH, S.; BARÓ, M. D. Mesoporous NiCo2O4 Spinel: Influence of Calcination Temperature over Phase Purity and Thermal Stability. Crystal Growth e Design. v.9, n. 11, p. 4814-4821, Sep. 2009.

GU, Y.-J.; CHEN, Y.-B.; LIU, H.-Q.; WANG, Y.-M.; WANG, C.-L.; WU, H.-K. Structural characterization of layered Li Ni0.85-xMnxCo0.15O2 with x = 0, 0.1, 0.2 and 0.4 oxide electrodes for Li batteries. Journal of Alloys and Compounds, v. 509, n. 30, p. 7915-7921, July 2011.

KING, W. J.; TSEUNG, A. C. C. The Reduction of Oxygen on Nickel-Cobalt Oxides - I. The Influence of Composition and Preparation Method on the Activity of Nickel-Cobalt Oxides. Electrochimica Acta. v.19, n. 8, p.485-491, Aug. 1974.

KNOP, O.; REID, K. I. G.; SUTARNO; NAKAGAWA, Y. Can. Chalkogenides of the transition elements. VI. X-Ray, neutron, and magnetic investigation of the spinels Co304, NiCo204, Co3S4, and NiCo2S4 . Canadian Journal of Chemistry, v. 46, n.22, p. 3463-3476, Nov. 1968.

KOUMOTO, K.; YANAGIDA, H. J. Decomposition Pressure of Co3O4 Determined From Electrical Conductivity Measurements. Japanese Journal of Applied Physics, v.20, n. 2, p. 445-446, Nov. 1981.

LARSON, A.C.; VON DREELE, R.B. General Structure Analysis System (GSAS). Los Alamos National Laboratory Report LAUR, p. 86-748, 1994. Disponível em: <http://www.ccp14.ac.uk/solution/gsas/>. Acesso em: 15 abr. 2015.

LSPHAM, D. P.; TSEUNG, A. C. C. The effect of firing temperature, preparation technique and composition on the electrical properties of the nickel cobalt series NixCo1-xOy. Journal of Materials Science, v.39, n.1, p. 251-264, Jan. 2004.

NYDEGGER, M. W.; COUDERC, G.; LANGELL, M. A. Surface composition of CoxNi1-xO solid solutions by X-ray photoelectron and Auger spectroscopies. Applied Surface Science, v. 147, n. 1-4 p.58-66, June 1999.

PERES, A. P. S.; LIMA, A. C.; BARROA, B. S.; MELO, D. M. A. Synthesis and characterization of NiCo2O4 spinel using gelatin as an organic precursor. Materials Letters. v. 89, n. 15, p.36–39, Dec. 2012.

ROGINSKAYA, Y. E.; MOROZOVA O. V.; LUBNIN, E. N.; ULITINA ,Y. E.; LOPUKHOVA ,G. V., TRASATTI, S. Characterization of bulk and surface composition of CoxNi1?xOy mixed oxides for electrocatalysis. Langmuir, v. 13, n. 17, p. 4621-4627, Aug. 1997.

SALUNHE, R. R.; JANG, K., Yu, H., Yu, S.; GANESH, T., HAN, S.H.; AHN, H. Chemical synthesis and electrochemical analysis of nickel cobaltite nanostructure for supercapacitor applications. Journal of Alloys and Compounds, v. 509, n.23, p. 6677-6682, June 2011.

SASAKI, S. FUJINO, K.; TAKÉUCHI, Y. X-ray determination of electron-density distributions in oxides, MgO, MnO, CoO, and NiO, and atomic scattering factors of their constituent atoms. Proceedings of the Japan Academy, v. 55, n. 2, p. 43-48, Feb. 1979.

TOBY, B. H. A graphical user interface for GSAS. Journal of Applied Crystallography, v. 34, n. 2, p. 210-213, Apr. 2001.

VERMA, S.; JOSHI, H. M.; JAGADALE, T.; CHAWLA, A.; CHANDRA, R.; OGALE, S. Nearly Monodispersed Multifunctional NiCo2O4 Spinel Nanoparticles: Magnetism, Infrared Transparency, and Radiofrequency Absorption. Journal Physical Chemistry C, v. 112, n. 39, p.15106–15112, Sep. 2008.

WANG, C.; ZHANG, X.; ZHANG, D.; YAO, C.; MA, Y. Facile and low-cost fabrication of nanostructured NiCo2O4 spinel with high specific capacitance and excellent cycle stability. Electrochimica Acta. v. 63, n. 29, p. 220-227, Feb. 2012.

WEI, Y. J., YAN, L. Y., WANG, C. Z., XU, X. G., WU, F., CHEN, G. Effects of Ni Doping on [MnO6] Octahedron in LiMn2O4. The Journal of Physical Chemistry B. v.108, n. 48, p. 18547-18551, Nov. 2004.

WHITE, W. B., DEANGELIS, B. A. Interpretation of the vibrational spectra of spinels. Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. v. 23, n. 4, p. 985-995, Apr. 1967.

WINDISCH, C.F.J.; EXARHOS, G.J.; SHARMA, S.K. Influence of temperature and electronic disorder on the Raman spectra of nickel cobalt oxides. Journal of Applied Physics, v. 92, p.5572-5574, Oct. 2002.

WINDISCH, C.F.J.; GREGORY, J. E., ROBERT, R. O. Vibrational spectroscopic study of the site occupancy distribution of cations in nickel cobalt oxides. Journal of Applied Physics, v. 95, n. 10, p. 5435-5442, May 2004.

WINDISCH, C.F.J.; FERRIS, K F.; GREGORY, J. E. Synthesis and characterization of transparent conducting oxide cobalt–nickel spinel films. Journal of Vacuum Science & Tecnology A, v.19, n.4, p. 1647-1651, July 2011.

WU, Y. Q.; CHEN, X. Y.; JI, P.T.; ZHOU, Q.Q. Sol-gel approach for controllable synthesis and electrochemical properties of NiCo2O4 crystals as electrode materials for application in supercapacitors. Electrochimica Acta, v. 56, n. 22, p. 7517-7522, Sep. 2011.

Downloads

Publicado

20/04/2016

Como Citar

Oliveira, M. M., Ribeiro Silva, R. N., Gomes Rangel, J. H., Vaconcelos, J. S., Noguera, I. C., Rivas Mercury, J. M., & SILVA, J. (2016). SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COBALTITA DE NIQUEL (NiCo2O4) OBTIDAS PELO MÉTODO DOS PRECURSORES POLIMÉRICOS. HOLOS, 2, 110–119. https://doi.org/10.15628/holos.2016.3238

Edição

Seção

ARTIGOS

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

Artigos Semelhantes

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.