Cálculos de estrutura e propriedades de novos materiais formados por gibbsita e lítio

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Barbosa, Anna Carolina de Azevedo
• Orientador(a): Leitão, Alexandre Amaral
• Banca de defesa: Santos, Hélio Ferreira dos , Tronto, Jairo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: HDL; Hidróxido duplo lamelar; Gibbsita; Lítio; DRX; IR; RMN; Cálculos ab initio; LDH; Layered double hydroxides; Gibbsite; Lithium; XRD; NMR; Initio calculation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12172

Os hidroxidos duplos lamelares (HDL) tem atraido consideravel interesse devido as suas potenciais aplicacoes como adsorventes seletivos, veiculos para farmacos e biomoleculas,precursores para ceramicas e materiais nanocompositos. Um importante aspecto na síntese desses compostos e a natureza dos cations. Uma vez que a preparacao de um novo composto e baseada na substituicao isomorfica de um metal em um estado de oxidacao por um outro em um estado diferente (ou o mesmo), a diferenca entre os raios nao pode ser muito grande. A literatura reporta uma familia de HDL estruturalmente relacionada a gibbsita (Al(OH)3).Trata-se de uma hidrargilita formada por lamelas de hidroxido (OH-) com ions aluminio (Al3+) ocupando dois tercos dos sitios octaedricos da estrutura. A alternancia entre sitio ocupado e vacancia gera uma pequena deformacao no octaedro. Como resultado, a vacancia e ligeiramente maior se comparada ao sitio ocupado. As vacancias da lamela da gibbsita tem o diametro aproximado ao de cations pequenos como o Li+, permitindo a sua intercalacao sem acarretar grandes deformacoes, visto que o raio do Li+ e Al3+ sao proximos. Neste caso, a carga positiva gerada e contrabalanceada pela presenca de anions e moleculas de agua no espaco interlamelar. Trata-se do unico exemplar de HDL formada por cations 1+ e 3+. A estrutura desses materiais, baseada no empilhamento lamelar com especies aniônicas aprisionadas por atracao eletrostatica entre as mesmas, permite a difusao desses anions. O entendimento de como diferentes especies afetam a estrutura do material tem grande relevancia no planejamento teorico para aplicacoes tecnologicas, dado que o comportamento de intercalacao tem importancia em varios processos. O presente trabalho discute a modificacao estrutural derivada da troca ionica no HDL Li-Al-Cl, formado pelo tratamento da gibbsita com o cloreto de litio (LiCl) em meio aquoso por meio de calculos ab inito. O ion Clno hidroxido duplo lamelar precursor foi trocado pelos anions F−, Br−, OH−, I−, NO3 − , CO3 −2 e SO4 −2. Os espectros de DRX, RMN e IV foram avaliados bem como a diferenca de densidade de carga e a projecao de densidade de estados. A energia livre de Gibbs e a entalpia para a reacao de formacao do HDL [LiAl2(OH)6]Cln・H2O tambem foi calculada.