O artigo “Manganese oxides synthesized via microwave-assisted hydrothermal method: phase evolution and structure refinement”, recentemente aceito para publicação na “Revista Matéria”, surgiu a partir da elaboração da tese de doutorado de Roumanos Georges Dib Neto, doutorando do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (POSMAT – UNESP) e primeiro autor do artigo.
A princípio, como conta Dib Neto, a ideia era sintetizar a Hausmanita, uma das formas do óxido de manganês que possui alta aplicabilidade, dentre tais como supercapacitor e transportador de princípio ativo de fármacos, por exemplo. Porém, ao realizar a síntese, foi observado que a cada alteração de temperatura foram obtidas outras fases diferentes de óxidos de manganês, além da fase da Hausmanita, que era o objetivo inicial.
Não é de hoje que os óxidos de manganês têm recebido atenção como um composto modelo devido às suas propriedades físicas, químicas, estruturais e termodinâmicas únicas. As atividades catalíticas desses óxidos na dimensão nanométrica são dependentes de suas composições químicas e estruturas cristalográficas, bem como de suas morfologias e estruturas de poros.
“Neste artigo pontuamos as fases obtidas em cada temperatura do tratamento térmico e concluímos que o material obtido sob efeito de determinadas temperaturas apresenta mudança estrutural e, até mesmo, a união de fases distintas, um resultado que pode influenciar na obtenção de novos materiais com diversas aplicabilidades e diferentes propriedades físicas e químicas”, explica o pesquisador.
Dessa forma, esses óxidos de manganês obtidos pela síntese hidrotermal foram submetidos a um conjunto de temperaturas para avaliar a estabilidade térmica do material que futuramente pode envolver aplicações catalíticas na conversão e detecção de CO, Nox, Sox e outros compostos orgânicos voláteis (COVs), assim como pode ser aplicado na decomposição de ozônio e peróxido de hidrogênio, redução e oxidação orgânica, remoção de patógenos bacterianos, epoxidação de olefinas, reação de acoplamento, foto/eletrocrômica e reação e separação da água.
O método de síntese hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM), empregado neste estudo, foi o grande diferencial, principalmente devido à rapidez e o grau elevado de pureza do material, além de ser uma síntese que não gera resíduo contaminante. Inicialmente, no tocante à metodologia de pesquisa, a análise termogravimétrica foi precursora para avaliar a estabilidade do óxido de manganês sintetizado e os processos termoquímicos que ocorrem nesse tipo de material, com a finalidade de avaliar as diferentes temperaturas de tratamento térmico. A difração de raio-X e a microscopia de varredura eletrônica com energia dispersiva, foram técnicas empregadas na determinação do percentual atômico e estrutural. Além dessas, as técnicas de espectroscopia Raman e a voltametria cíclica, foram aplicadas para observar a cristalografia dos cristais obtidos e avaliar a capacidade do material na área de sensores e capacitores, respectivamente.
“Esse trabalho é apenas um fragmento do que buscamos realizar com a tese de doutorado, na qual estamos aprofundando as discussões sobre esses materiais obtidos e pretendemos avaliar o potencial catalítico do material em diferentes substratos com redução de CO ou O2, além da construção de um sensor baseado em adsorção química”, acrescenta Dib Neto, que conta com a orientação do docente da Unesp – campus Presidente Prudente e pesquisador vinculado ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), Silvio Rainho Teixeira, e apresentará sua tese ainda esse ano.
Além de Dib Neto e Teixeira, o artigo também conta com autoria de Wagner Costa Macedo, José Diego Fernandes, Agda Eunice de Souza, Kleper de Oliveira Rocha e Elson Longo.
A versão aprovada do artigo pode ser acessada no repositório do CDMF clicando AQUI.
CDMF
O CDMF, sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
