Obtenção, caracterização e estudo das propriedades eletroquímicas e condutoras de compostos de intercalação obtidos pelo método sol-gel utilizando matrizes de pentóxido de vanádio e de óxido de silício

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Barbosa, Glauciane do Nascimento
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Conductive properties; Electrochemical properties; Método sol-gel; Óxido de silício; Pentóxido de vanádio; Propriedades condutoras; Propriedades eletroquímicas; Silicon oxide; Vanadium pentoxide
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-05062023-150050/

Xerogel de pentóxido de vanádio (V2O5-nH2O) possui estrutura lamelar com um espaçamento de aproximadamente 11,6 Å que viabiliza a intercalação de diferentes espécies (polianilina, complexos de [M(bpy)3]2+, íons de metais alcalinos, porfirinas, etc) mantendo sua integridade estrutural após a intercalação. Além disso, apresenta condutividade elétrica, o que permite sua utilização em dispositivos eletrocrômicos, cátodos de bateria de lítio, etc. Estudos das propriedades condutoras do V2O5 são baseados principalmente nas teorias de Austin e Mott. Segundo estes autores, os óxidos amorfos de metais de transição são conhecidos por exibir propriedades semicondutoras oriundas de \"hopping\" de elétrons desemparelhados entre os íons do metal de transição em diferentes estados de valência. Neste contexto, o presente trabalho investigou a influência da água na condutividade elétrica no xerogel de pentóxido de vanádio obtido por polimerização do ácido decavanádico. A influência da morfologia das amostras condutividade elétrica também foram investigadas por. Demonstrou-se que a condutividade dos filmes de pentóxido de vanádio é dependente da quantidade de moléculas de água presentes. A remoção, por tratamento térmico, de água fracamente ligada ocasionou um aumento da condutividade com a manutenção da estrutura fibrilar do pentóxido de vanádio. Verificou-se a saída de água com concomitante redução dos centros Vv para Viv. Então, com base nos experimentos realizados, pode-se afirmar que a condutividade deste material é determinada pelo processo de \"hopping\" de elétrons entre os centros Viv-Vv. Além disso, a partir da intercalação de surfactante foi obtido um material híbrido, o qual foi caracterizado por difração de raios-X no pó (DRXP), espectroscopia na região do infravermelho (IV-TF), voltametria cíclica (VC) e condutividade elétrica. Neste caso procurou-se manipular a distância interlamelar do material variando-se a concentração de surfactante durante o processo de síntese. Este material mostrou-se eficaz na imobilização de espécie eletroativa, sendo utilizado na confecção de eletrodos modificados. Realizou-se, também, a síntese e caracterização óxidos mistos de vanádio e sílica empregando o processo sol-gel, e utilizando gel de V2O5 e tetraetilortosilicato (TEOS) como precursores. Neste caso obteve-se, como produto final um material lamelar, que apresentou um valor de condutividade elétrica superior ao encontrado na literatura, além disso, a partir de estudos de voltametria cíclica observou-se um comportamento similar ao da matriz de pentóxido de vanádio, e a presença de eletrocromismo.