Estudo da síntese e caracterização do niobato de cobre via método sol-gel a partir da preparação do precursor de nióbio
dc.contributor.advisor | Gomes, Uilame Umbelino | |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9858094266525225 | pt_BR |
dc.contributor.author | Souza, Vitor Manoel Silva Fernandes de | |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/1501536898400376 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Lourenço, Cleber da Silva | |
dc.contributor.referees2 | Souto, Maria Veronilda Macêdo | |
dc.contributor.referees3 | Pergher, Sibele Berenice Castella | |
dc.date.accessioned | 2025-04-02T21:16:45Z | |
dc.date.available | 2025-04-02T21:16:45Z | |
dc.date.issued | 2025-02-20 | |
dc.description.abstract | Copper niobate (CuNb₂O₆) has garnered increasing scientific interest due to its properties and technological applications, ranging from solar cells to microwave devices and infrared lasers. Considering the need to develop simpler and more cost-effective methodologies for its production, this study investigated the synthesis of CuNb₂O₆ using the protein-based sol-gel method, a wet chemical route that remains relatively unexplored for the formulation of this material. The production of the niobium precursor constitutes the central focus of this study, as it represents a fundamental step toward the efficient synthesis of copper niobate. This approach stands out as a sustainable alternative, starting with the preparation of the ammonium oxalate niobium precursor, obtained through fusion and complexation processes, along with the use of commercial copper nitrate. Both precursors exhibit high solubility in water, and gelatin was employed as a chelating and polymerizing agent, providing greater control over material formation. The resulting gels underwent controlled thermal treatments, being calcined in a muffle furnace at temperatures of 600 °C, 700 °C, 800 °C, 900 °C, and 1000 °C for three hours, with a heating rate of 5 °C/min. The samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), in addition to Thermogravimetric Analysis (TGA) for assessing the niobium oxalate. The results revealed that at 600 °C, CuNb₂O₆ was fully formed in the monoclinic phase, whereas increasing the temperature to 1000 °C favored predominant crystallization in the orthorhombic phase, highlighting the structural transition of the material. In addition to the effectiveness in producing copper niobate, the adopted methodology proved to be efficient in significantly reducing both the temperature and synthesis time for both crystalline structures. The obtained samples exhibited high purity, absence of contamination, and characteristic morphologies consistent with data reported in the literature, reinforcing the potential of this method as a promising alternative for CuNb₂O₆ synthesis. | pt_BR |
dc.description.resumo | O niobato de cobre (CuNb₂O₆) tem despertado crescente interesse científico devido às suas propriedades e aplicações tecnológicas, abrangendo desde células solares até dispositivos de micro-ondas e lasers infravermelhos. Considerando a necessidade de desenvolver metodologias mais simples e economicamente viáveis para sua produção, este estudo investigou a síntese do CuNb₂O₆ por meio do método sol-gel protéico, uma rota química úmida ainda pouco explorada para a formulação desse material, a obtenção do precursor de nióbio constitui o foco central deste estudo, sendo um passo fundamental para a síntese eficiente do niobato de cobre. Essa abordagem destaca-se como uma alternativa sustentável, partindo da preparação do precursor oxalato amoniacal de nióbio, obtido por processos de fusão e complexação, além do uso de nitrato de cobre comercial. Ambos os precursores apresentam elevada solubilidade em água, e a gelatina foi empregada como agente quelante e polimerizante, conferindo maior controle sobre a formação do material. Os géis resultantes foram submetidos a tratamentos térmicos controlados, sendo calcinados em mufla a temperaturas de 600 °C, 700 °C, 800 °C, 900 °C e 1000 °C por um período de três horas, com uma taxa de aquecimento de 5 °C/min. A caracterização das amostras foi realizada por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microanálise Química por Dispersão de Energia (EDS), além da Análise Termogravimétrica (TG) para avaliação do oxalato de nióbio. Os resultados revelaram que, a 600 °C, o CuNb₂O₆ foi completamente formado na fase monoclínica, enquanto a elevação da temperatura para 1000 °C favoreceu a cristalização predominante da fase ortorrômbica, evidenciando a transição estrutural do material. Além da eficácia na obtenção do niobato de cobre, a metodologia adotada demonstrou sua eficiência ao reduzir significativamente a temperatura e o tempo de síntese em ambas as estruturas cristalinas. As amostras produzidas apresentaram elevada pureza, ausência de contaminações e morfologias características compatíveis com os dados reportados na literatura, reforçando o potencial desse método como uma alternativa promissora para a síntese do CuNb₂O₆. | pt_BR |
dc.identifier.citation | SOUZA, Vitor Manoel Silva Fernandes de. Estudo da síntese e caracterização do niobato de cobre via método sol-gel a partir da preparação do precursor de nióbio. Orientador: Dr. Uílame Umbelino Gomes. 2025. 87f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63329 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Oxalato Amoniacal de Nióbio | pt_BR |
dc.subject | Niobato de cobre | pt_BR |
dc.subject | Sol-gel | pt_BR |
dc.subject | Síntese | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
dc.title | Estudo da síntese e caracterização do niobato de cobre via método sol-gel a partir da preparação do precursor de nióbio | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
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