Estudo das propriedads estuturais e energéticas de nanoligas de CeO2-ZrO2 via simulações de dinâmica molecular (2022)
- Authors:
- USP affiliated author: SANTOS, MYLENA NOVAES - IQSC
- School: IQSC
- Subject: NANOPARTÍCULAS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Diante da necessidade de redução das emissões dos gases de efeito estufa, é buscado um entendimento atomístico mais profundo de sistemas de nanopartículas baseadas em CeO2, que podem ser utilizados como catalisadores de reações de conversão destes gases em produtos químicos ou combustíveis de valor agregado. Com a exploração dos sistemas em escala nanométrica pode-se contribuir para o desenvolvimento ou manipulação de propriedades que podem afetar a atividade catalítica, considerando que nanopartículas podem ser mais eficientes que bulks análogos, por exemplo, e porque nessa escala a combinação de elementos químicos possibilita o melhoramento ou a alteração de propriedades. Nanomateriais baseados em óxidos de cério estão entre os promissores para diversas aplicações em catálise. No entanto, a céria apresenta desvantagens quando utilizada pura em catalisadores, de forma que a adição de ZrO2 confere maior resistência à sinterização, poder de oxidação do óxido e melhor capacidade de armazenar oxigênio, mas para que a melhor performance de uma nanoliga Ce1 –xZrxO2 possa ser alcançada é preciso entender a correlação entre estrutura, composição e tamanho. Assim, para atingir esse objetivo foram realizadas simulações de dinâmica molecular clássicas, em que as estruturas de 10 Å a 30 Å foram obtidas por meio do protocolo adaptado de Sayle de síntese simulada, utilizando o pacote LAMMPS. Os sistemas contém de 96 a 768 átomos e as composições compreendem 0, 20, 40, 60, 80 e 100 % de Zr4+. A partir das análises de energia potencial em função da temperatura, difração de raios-X, ECN em relação à distância do centro de gravidade em complemento a análises morfológicas das estruturas em diferentes temperaturas durante a recristalização, foi observado que os menores sistemas a reproduzirem propriedades de estrutura cristalinaa do tipo fluorita foram os sistemas Ce56O112 e Zr108O216. Foi verificado que a céria tem ordenamento cristalino mais definido e formato mais próximo ao de octaedro truncado a 0 K, sendo que passa primeiro pela transição de fase e nucleia antes das estruturas de ZrO2, de forma que os átomos de Zr são inseridos próximos à estrutura recristalizada de céria nas soluções sólidas. Nos óxidos mistos foi visto que com a diminuição do tamanho dos sistemas e aumento na fração molar de dopante tem-se estruturas menos ordenadas e mais afetadas pela sua inserção. Com o melhor entendimento atomístico das propriedades estruturais e energéticas desses sistemas, com os resultados encontrados para a correlação entre morfologia, tamanho e composição, este trabalho pode contribuir para o melhoramento de catalisadores de nanopartículas baseadas em céria.
- Imprenta:
- Place of publication: São Carlos
- Date published: 2022
-
ABNT
SANTOS, Mylena Novaes. Estudo das propriedads estuturais e energéticas de nanoligas de CeO2-ZrO2 via simulações de dinâmica molecular. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/4ffe1297-8538-437f-9f14-12f3b278708f/Monografia_mylena_novaes_santos.pdf. Acesso em: 27 abr. 2024. -
APA
Santos, M. N. (2022). Estudo das propriedads estuturais e energéticas de nanoligas de CeO2-ZrO2 via simulações de dinâmica molecular (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/4ffe1297-8538-437f-9f14-12f3b278708f/Monografia_mylena_novaes_santos.pdf -
NLM
Santos MN. Estudo das propriedads estuturais e energéticas de nanoligas de CeO2-ZrO2 via simulações de dinâmica molecular [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/4ffe1297-8538-437f-9f14-12f3b278708f/Monografia_mylena_novaes_santos.pdf -
Vancouver
Santos MN. Estudo das propriedads estuturais e energéticas de nanoligas de CeO2-ZrO2 via simulações de dinâmica molecular [Internet]. 2022 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/4ffe1297-8538-437f-9f14-12f3b278708f/Monografia_mylena_novaes_santos.pdf
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