DC Field | Value | Language |
dc.contributor.advisor1 | Silva, Maurício Antonio Pereira da | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6066939065174716 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Oliveira, Luiz Fernando Cappa de | - |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1912197785087128 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Poirier, Gael Yves | - |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2457188837334937 | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | Cuin, Alexandre | - |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6517745478286590 | pt_BR |
dc.creator | Carvalho, Patrick de Souza de | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/ | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2025-05-15T14:46:44Z | - |
dc.date.available | 2025-05-15 | - |
dc.date.available | 2025-05-15T14:46:44Z | - |
dc.date.issued | 2025-02-19 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18708 | - |
dc.description.abstract | Studies on the NaPO3-MoO3 and NaPO3-V2O5 systems have been widely reported in the
literature, but significant discrepancies regarding the structures formed in these systems have
been reported. In the present work, glasses in both systems were explored using thermal analysis
techniques and short- and long-range structural analysis, X-ray diffraction, and vibrational
spectroscopy, in order to observe which existing studies in the literature might more accurately
indicate the structures found with glass formation. In this context, the NaPO3-MoO3-V2O5
ternary system is a novel system in the literature, and a structural study is of great interest due
to the potential for observing electrical conductivity properties. Thus, this glass system and
some compositions of its glass-ceramics were prepared and investigated using thermal analysis
techniques (DSC/DTA) and structural techniques such as X-ray diffraction and Raman and
infrared spectroscopy. The glasses were obtained by the fusion method and rapid cooling of the
melt, and compositions were later selected to be annealed and thermally treated, as well as
evaluated for electrical conductivity and exposure to the atmosphere, since phosphate-based
glasses are widely known for their hygroscopic property. A broad range of glass and glassceramic compositions were prepared in the NaPO3-MoO3-V2O5 system, and structural
characterizations carried out by Raman and infrared spectroscopy showed a pattern in the binary
systems NaPO3-MoO3 and NaPO3-V2O5 and subsequently in the ternary system NaPO3-MoO3-
V2O5. The incorporation of low amounts of transition metals produced new Mo-O-P and V-OP bonds, increasing the glass network and the glass transition temperatures (Tg). This increase
in the glass network was found to be limited to certain fractions of the transition metal oxides,
and for values above these, a decrease in the Tg values was observed in the binary systems.
This may have occurred due to the breakdown of the phosphate-based network, generating Q0
and Q1
species isolated in the glass matrix bound to the transition metals, which do not
contribute to the formation of larger glass networks, and the formation of structures in the glass
matrix containing bonds between species of the transition metals themselves, Mo-O-Mo and VO-V, thus forming clusters that act as network modifiers. Specifically, for the ternary system,
in addition to these observations, the increase in V2O5 content caused a decrease in Tg values
compared to the introduction of MoO3, as the incorporation of vanadium oxide demonstrated a
more efficient formation of these structural clusters. On the other hand, the introduction of
molybdenum caused the network formed by Mo-O-P bonds to form at higher MoO3 contents
before the transition metal ions converted into network-modifying clusters. The ternary system
did not present Mo-O-V bonds in the glass network, as these depend on the presence of
phosphate species to form, throughout the studied range. The glass-ceramics prepared exhibited
the growth of crystalline phases that reflect the ordering of the respective glass structure,
confirming the structures identified by the spectroscopic techniques. These crystalline
structures within the glass matrix showed transition metal ions in different geometries and
possible different oxidation states. VIV and VV
ions are present as species in penta- and
hexacoordinated geometries, while MoIV, MoIV, and MoVI ions were also reported, potentially
present as octahedral species in the investigated glass-ceramics. The crystalline phase
Na0.76V6O15 (COD ID 9000884) is noteworthy due to its presence in glass-ceramics with
different compositions and thermally treated in various ways. The evaluation of conductivity
of the selected glasses and glass-ceramics showed a relationship with the observed structure,
where samples with lower MoO3 contents compared to V2O5 exhibited lower resistance at 1V,
which may be related to the presence of molybdenum ions in various oxidation states compared
to vanadium ions, as well as possibly being related to a greater connectivity of the glass
network, as observed from the Tg values. Crystal growth in the glass matrix contributed to
higher conductivity at each stage of thermal treatment. The stability evaluation of the glasses
upon exposure to atmospheric moisture showed that glasses with high vanadium content have
better stability than glasses with high molybdenum content. | pt_BR |
dc.description.resumo | Estudos sobre os sistemas NaPO3-MoO3 e NaPO3-V2O5 já são amplamente reportados na
literatura, porém grandes divergências acerca das estruturas formadas nestes sistemas são
relatadas. Neste presente trabalho foram explorados vidros nestes ambos sistemas por técnicas
de analise térmica e analise estrutural de curto e longo alcance, difração de raios-X e
espectroscopia vibracional, afim de observar quais trabalhos existentes na literatura podem
indicar com maior veracidade as estruturas encontradas com a formação vítrea. Diante disto, o
sistema ternário NaPO3-MoO3-V2O5 é um sistema inédito na literatura e estudo estrutural é de
grande interesse, devido a possibilidade de propriedades de condutividade elétrica serem
observadas. Assim este sistema vítreo e algumas composições de suas vitrocerâmicas foram
preparadas e investigadas por técnicas de análise térmica (DSC/DTA) e estruturais como DRX
e espectroscopias na Raman e no infravermelho. Os vidros foram obtidos pelo método de fusão
e resfriamento rápido do fundido, e posteriormente composições foram escolhidas para serem
recozidas e tratadas termicamente além de avaliadas frente a condutividade elétrica e exposição
a atmosfera devido a vidros a base de fosfatos serem amplamente conhecidos por sua
propriedade higroscópica. Uma ampla faixa de composições vítreas e de vitrocerâmicas foram
preparadas no sistema NaPO3-MoO3-V2O5, e as caracterizações estruturais realizadas por
espectroscopia Raman e no infravermelho, indicaram um padrão nos sistemas binários NaPO3-
MoO3 e NaPO3-V2O5 e posteriormente no sistema ternário NaPO3-MoO3-V2O5. A incorporação
de baixos teores dos metais de transição produziu novas ligações Mo-O-P e V-O-P,
proporcionando o aumento da rede vítrea e das temperaturas de transição vítrea (Tg). Este
aumento da rede vítrea apresentou-se limitado a determinadas frações dos óxidos de metais de
transição, e para valores acima destesfoi observada a diminuição dos valores de Tg nos sistemas
binários. Isto pode ter ocorrido devido à quebra da rede a base de fosfatos, gerando espécies de
Q
0
e Q1
isoladas na matriz vítrea ligadas aos metais de transição, o que não proporcionam a
formação de redes vítreas maiores, e a formação na matriz vítrea de estruturas contendo ligações
entre espécies dos próprios metais de transição, Mo-O-Mo e V-O-V, formando assim clusters
que agem como modificadores de rede vítrea. Para o sistema ternário em específico, além destas
observações, o aumento do teor de V2O5 causou a diminuição dos valores de Tg em relação a
introdução de MoO3, pois a incorporação de óxido de vanádio demonstrou a formação mais
eficiente destes aglomerados estruturais. Já a introdução de molibdênio faz com que a rede
formada por ligações Mo-O-P fosse formada para maiores teores de MoO3 antes da conversão
dos íons de metais de transição a aglomerados modificadores de rede vítrea. O sistema ternário
não apresentou ligações Mo-O-V pela rede vítrea, assim dependente da presença de espécies de
fosfatos presentes para ser formada, por toda a faixa estudada. As vitrocerâmicas preparadas
apresentaram o crescimento de fases cristalinas que refletem a ordenação da estrutura do
respectivo vidro, confirmando as estruturas identificadas pelas técnicas espectroscópicas. Tais
estruturas cristalinas dentro da matriz vítrea apresentaram íons de metais de transição em
diferentes geometrias e possibilidades de diferentes estados de oxidação. Íons V
IV e VV
estão
presentes como espécies em geometria penta e hexacoordenadas, enquanto indícios de íons
Mo
IV, Mo
V
e Mo
VI
são relatados, também como possíveis em espécies octaédricas pelas
vitroceramicas investigadas. A fase cristalina Na0.76V6O15 (COD ID 9000884) recebe destaque
devido a ser encontrada em vitrocerâmicas de diferentes composições e tratadas termicamente
de diferentes maneiras. A avaliação da condutividade dos vidros e vitrocerâmicas selecionados
demonstrou uma relação com a estrutura observada, em que amostras com menor teores de
MoO3 em relação a V2O5 apresentaram a menor resistência à 1V, podendo ser relacionado a
presença de íons de molibdênio em diversos estados de oxidação em relação aos íons de
vanádio, além da possibilidade de estar relacionada a uma maior conexão da rede vítrea, como
observado pelos valores de Tg. O crescimento de cristais na matriz vítrea contribuiu para uma
maior condutividade para cada estágio do tratamento térmico. A avaliação de estabilidade dos
vidros por exposição a umidade atmosférica demonstrou que vidros contendo com altos teores
de vanádio possuem melhor estabilidade que vidros com altos teores de molibdênio. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | ICE – Instituto de Ciências Exatas | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Química | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFJF | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.rights | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Vidros | pt_BR |
dc.subject | Vitrocerâmica | pt_BR |
dc.subject | Espectroscopia vibracional | pt_BR |
dc.subject | Condutividade | pt_BR |
dc.subject | Metais de transição | pt_BR |
dc.subject | Glasses | pt_BR |
dc.subject | Glass-ceramics | pt_BR |
dc.subject | Vibrational spectroscopy | pt_BR |
dc.subject | Conductivity | pt_BR |
dc.subject | Transition metals | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | pt_BR |
dc.title | Obtenção e caracterização de novos materiais vítreos e vitrocerâmicos no sistema NaPO3-MoO3-V2O5 | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
Appears in Collections: | Mestrado em Química (Dissertações)
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