Preparação de ZnO a partir de percursores metalo-orgânicos

Abstract

O trabalho apresentado nesta tese insere-se no domínio da preparação de pós cerâmicos utilizando métodos químicos. A primeira parte da tese aborda alguns aspectos fundamentais da precipitação de sólidos em solução homogénea. O capítulo 2 apresenta assim alguns aspectos relacionados com teorias sobre a nucleação e os principais modelos de crescimento de um cristal. No capítulo 3 faz-se uma revisão crítica sobre alguns métodos químicos de preparação de pós cerâmicos. De entre estes métodos, mereceu uma especial atenção a libertação controlada de catiões em solução aquosa homogénea. A segunda parte do trabalho consiste na apresentação e discussão de resultados experimentais sobre a preparação de ZnO a partir de precursores metalo-orgânicos. Um dos métodos de preparação de ZnO, descrito no capítulo 4, consiste no tratamento térmico de soluções alcalinas de sais de Zn (II) na presença de ligandos orgânicos. Com base num estudo alargado a vários ligandos orgânicos, seleccionaram-se a etilenodiamina e a trietanolamina como ligandos a utilizar neste método. Os resultados obtidos demonstram que os ligandos referidos evitam a precipitação à temperatura ambiente mas permitem obter partículas de ZnO morfologicamente uniformes a temperaturas mais elevadas. No capítulo 5 é descrita a preparação de pós de ZnO pela pirólise de dicarboxilatos de zinco sólidos. O comportamento térmico dos precursores assim como as características morfológicas desses precursores e dos pós de ZnO obtidos foram objecto de investigação.

The work described here is concerned with the use of chemical methods for the preparation of inorganic materials. The first part of the dissertation reviews some fundamental aspects of the chemistry of precipitation of solids from homogeneous solution. This is done in chapter 2 wich gives an overview of the main nucleation theories and some of the fundamental models of crystal growing. The chapter 3 is used to critically reviewing some of the chemical methods used in the preparation of ceramic powders. This includes the so called controlled release of cations in aqueous homogeneous solution. The last part of the work deals with experimental results obtained in the preparation of ZnO from metal-organic precursors. One method of preparing ZnO explored the thermal treatment of basic solutions of Zn (II) salts in the presence of organic ligands wich is described in chapter 4. A special attention is devoted to the role of two ligands, ethylenediamine and triethanolamine, wich were considered on the basis of previous work with a wider range of organic ligands. The results obtained showed that the ligands mentioned prevent the spontaneous precipitation at room temperature but allows a controlled synthesis of well defined ZnO particles at higher temperatures. Chapter 5 describes the work dealing with the preparation of ZnO powders by the pyrolysis of solid zinc dicarboxylates. The thermal behaviour of the different precursors as well as the morphologycal characteristics of the precursors and ZnO powders were investigated.