Investigação das propriedades estruturais e ópticas do molibdato de cobalto dopado com európio.

Abstract

Molibdatos de cobalto não dopado e dopado com európio, de fórmulas químicas nominais CoMoO4 e Co0.98Eu0.02MoO4 foram investigados neste trabalho. Os produtos precursores hidratados foram sintetizados pelo método de coprecipitação instantânea sob condições otimizadas de temperatura, tempo e pH. Foi realizado um tratamento térmico a partir das amostras precursoras em forno convencional por 2h, o qual possibilitou obter a fase termocrômica β de coloração roxa, e a fase α de coloração verde tanto nos compostos dopados quanto não dopados. Foi possível investigar o processo de desidratação dos precursores por análises térmicas, as quais evidenciaram transições irreversíveis de primeira ordem entre a fase hidratada e fase β. As técnicas de difração de raios X e espectroscopia vibracional Raman comprovaram a formação das fases puras e cristalinas, assim como misturas de fases no intervalo de temperatura investigado, sendo este de 80 ºC a 1000 ºC. A temperatura na qual ocorreu transição irreversível entre as fases β→α foi investigada por reflectância difusa e pelos parâmetros colorimétricos. Sendo assim, a temperatura de transição para a amostra não dopada foi de 550°C e para a amostra dopada foi de 950°C, corroborando com os resultados obtidos para as técnicas de caracterização mencionadas acima. Desse modo, a dopagem com európio aumentou a faixa de temperatura de transição de fases, o que sugere que as ligações de Eu−O formadas contribuíram para estabilizar a coordenação tetraédrica dos átomos de molibdênio da fase β. Logo, o termocromismo apresentado pelos materiais sugeriu potencial aplicação destes materiais como indicadores de temperatura a olho nu. As micrografias obtidas usando microscopia eletrônica de transmissão e varredura para as amostras hidratada, β e α sugeriram que aumento da temperatura favoreceu o processo de coalescência das partículas. As energias de gap foram calculadas para todas as amostras produzidas neste trabalho e os resultados sugeriram que estas apresentam propriedades promissoras para aplicações em fotocatálise. A espectroscopia de fotoluminescência mostrou que a presença do európio na matriz molibdato de cobalto proporcionou propriedades luminescentes aos materiais sem perdas das propriedades termocrômicas. Os diagramas de cromaticidade foram obtidos para os polimorfos β e α dopados a 77 K e 300 K e mostraram emissão de ambos os polimorfos na região laranja avermelhada a 77 K. A 300 K, a fase α também emitiu nesta região, enquanto a fase β emitiu na região laranja- amarelada, sugerindo que esses materiais também poderiam ser usados como emissores de luz sob excitação no ultravioleta.