Estudo estrutural do CeO2 dopado com metais de transição

A área de nanomateriais ganhou grande importância na área científica tecnológica devido às características únicas atribuídas aos mesmos que são diferentes dos materiais de dimensões macro e micro. Nessa perspectiva, o óxido de cério (CeO2) vem sendo amplamente pesquisado, pois possui propriedades interessantes para diversas aplicações como oxidação de monóxido de carbono, bloqueador de radiação ultravioleta e ação bactericida. O CeO2 dopado com metais de transição também atrai muito interesse, uma vez que esta dopagem pode alterar significantemente propriedades. Assim, este trabalho apresenta a caracterização do óxido de cério sólido dopado com diferentes teores de íons cobato (II) obtidos por meio do método da co-precipitação.As caracterizações das amostras foram feitas através de difração de raios X, que possibilitou estudar os aspectos estruturais, de ordem a média e longa distância, do CeO2 sem e com dopagem molar nominais de Co (II) a 1, 5, 10%, com indexação ao grupo espacial Fm3 ̅m (no 225). Juntamente com os dados destas análises, foram realizados estudos de refinamento estrutural, obtendo-se valores de tamanhos de cristalitos e parâmetro de rede da célula unitária com uso de programas de refinamento Rietveld. Este forneceu informações de parâmetros de rede, e outros dadosincluindo-se os gráficos de Williamson-Hall. Posteriormente, foram estimados os valores de tamanho de cristalito e microdeformações por Williamson-Hall e comparados com a metodologia de cálculo de tamanho de cristalito pela equação de Scherrer. Para complementação dos dados obtidos por difração de raios X, foi realizada uma análise através da microscopia eletrônica de transmissão para estudos estruturais e morfológicos. Os sólidos foram também submetidos à espectroscopia Raman para investigar aspectos espectroscópicos e estruturais, de ordem a curta distância. Para o estudo morfológico e texturais, tais amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura. Por fim, realizou-se análise por espectroscopia de reflectância difusa, com obtenção de valor de band gap óptico, e espectroscopia de fotoluminescência, ambas utilizadas para investigar os aspectos eletrônicos. Assim, esse estudo permitiu observar a influência nas propriedades estruturais, morfológicas, texturais, espectroscópicas e eletrônicas do teor de cobalto no retículo cristalino do CeO2Nanomaterials have gained great importance in the technological scientific fieldthanks totheirunique characteristicswhich are different from the bulk materials. In this perspective, cerium oxide (CeO2) has been widely researched, due to its interesting properties for several applications such as carbon monoxide oxidation, UV shielding materials and bactericide activity.Incorporation of transition metals in CeO2crystal latticeis an interesting approach to change significantly these kinds of properties. Thus, this work presents the characterization of different concentrations of cobalt-doped cerium oxidesynthesized by the coprecipitation method.The sample characterizationsweredone by X-ray diffraction, which allowed to study the structuralaspects, of medium to long range order,of CeO2 without and with nominal molar doping of Co (II) at 1, 5, 10%, belonging to the space groupFm3 ̅m (no 225). Together with the data from this analysis, structural refinement studies were carried out, obtaining values of crystallite sizes and lattice parametersusing Rietveld refinement programs. Thisprovided information onlattice parameters, and other data, including Williamson-Hall graphs. Afterwards, the values of crystallite and microdeformationswere estimated by Williamson-Hall and compared with the methodology of calculation of crystallite size by the Scherrer equation. In order to complement the data obtained by X-ray diffraction, a transmission electron microscopy analysis was performed for structural and morphological studies. The solids were also submitted to Raman spectroscopyto investigate spectroscopic and structural aspects of short range order. For the morphological and textural study, the samples were analyzed by scanning electron microscopy. Finally, analysis was performed by diffusereflectance spectroscopy, obtaining optical band gap value, and photoluminescence spectroscopy. Bothwere used to investigate the electronic aspects.Thus, this study allowed to observe the influence on the structural, morphological, textural, spectroscopic and electronic properties of cobalt inserted in the CeO2 crystal lattic