Preparação e caracterização de vidros fosfatos de íons alcalinos e alcalinos terrosos (2024)
- Authors:
- Autor USP: FERREIRA, MATHEUS JOSÉ - IFSC
- Unidade: IFSC
- Subjects: RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR; VIDRO; ÍONS
- Language: Português
- Abstract: Materiais vítreos com boa condução iônica de Li são candidatos potenciais para a substituição de eletrólitos líquidos em baterias de Li. Uma das limitações mais severas da condutividade iônica é o efeito de íons mistos, que depende das propriedades estruturais das redes vítreas com duas espécies modificadoras. Para melhorar a compreensão da estrutura desses materiais, duas séries de vidros mistos de Li com cátions mono (Na+1) e divalente (Ca+2), Li-Na e Li-Ca, respectivamente, foram analisadas: (1 − x − y)Li2O − xR − yP2O5, com R = CaO ou R = Na2O, com 0, 4 ≤ y ≤ 0, 5 (fração molar), 0 ≤ x ≤ 0, 6 e razões de substituição 0 ≤ [Li]/[Li + Ca] ≤ 1 e 0 ≤ [Li]/[Li + Na] ≤ 1. Volumes molares e temperaturas de transição vítrea foram estudadas como função do cátion alcalino e alcalino terroso e da concentração de P2O5. Técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de alta resolução em núcleos de 31P foram aplicadas para analisar a estrutura de curto e médio alcance em torno dos grupos fosfatos. Como função de Ca e Na, variações no desvio químico isotrópico médio, naTg e na densidade, foram explicados pelo maior potencial iônico do Ca e menor potencial iônico do Na em relação ao Li. Ainda, verificou-se que concentrações maiores de P2O5 produzem matrizes vítreas menos compactas (redução na fração de empacotamento) e mais rígidas (elevação das Tg). Por fim, os experimentos de 31P-INADEQUATE para analisar a ordem de médio alcance das séries de Li, Li-Ca e Li-Na, mostraram as conectividades existentes entre grupos Qn para diferentes composições, mostrando que o número de conexões Q2 − Q2 diminuía e Q1 − Q1 aumentava a medida que o potencial iônico do modificador crescia. O resultado mostrou, também, que a adição de outro íon à cadeia, no caso o Li, fez com que a quantidade de dímeros se reduzisse, sendo essaa primeira evidência experimental de diferente organização na escala de médio alcance de vidros fosfatos mistos. Além desse estudo, foi explorada a utilização de um moinho de bolas planetário como método para obtenção de um sistema amorfo. Nesse processo, um estado vítreo a partir do cristal de LiCa(PO3)3 foi obtido pelo método de moagem mecânica de alta energia em temperatura ambiente. A amorfização foi confirmada através dos resultados de 31P-RMN, que mostraram o colapso dos sítios cristalinos de P e o alargamento da linha de Q2 nos espectros. Após 1590 minutos de moagem, a amostra estava quase completamente amorfizada. Essa é uma evidência de um fosfato de Li com incorporação de um íon alcalino terroso que amorfiza através do método de moagem mecânica.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
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ABNT
FERREIRA, Matheus José. Preparação e caracterização de vidros fosfatos de íons alcalinos e alcalinos terrosos. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/aae0c443-5a7c-49cd-951a-9b9fb1e48d6b/Matheus_Jos%C3%A9_Ferreira.pdf. Acesso em: 26 mar. 2025. -
APA
Ferreira, M. J. (2024). Preparação e caracterização de vidros fosfatos de íons alcalinos e alcalinos terrosos (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/aae0c443-5a7c-49cd-951a-9b9fb1e48d6b/Matheus_Jos%C3%A9_Ferreira.pdf -
NLM
Ferreira MJ. Preparação e caracterização de vidros fosfatos de íons alcalinos e alcalinos terrosos [Internet]. 2024 ;[citado 2025 mar. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/aae0c443-5a7c-49cd-951a-9b9fb1e48d6b/Matheus_Jos%C3%A9_Ferreira.pdf -
Vancouver
Ferreira MJ. Preparação e caracterização de vidros fosfatos de íons alcalinos e alcalinos terrosos [Internet]. 2024 ;[citado 2025 mar. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/aae0c443-5a7c-49cd-951a-9b9fb1e48d6b/Matheus_Jos%C3%A9_Ferreira.pdf
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