segunda-feira, 8 de agosto de 2011

Óxidos Metálicos

Os óxidos metálicos, bem como interfaces metal-óxidos, constituem uma fascinante e diversificada classe de materiais, cujas propriedades variam de metais a semicondutores e isolantes. As superfícies da maioria dos óxidos metálicos desempenham papéis fundamentais em uma enorme variedade de fenômenos. A degradação das superfícies de supercondutores de "alta temperatura" devido a interação com o meio ambiente, a passivação de superfícies metálicas para reduzir a corrosão, o bom desempenho de catalizadores na oxidação parcial de hidrocarbonetos e a fabricação de sensores de gases para o controle de poluição são alguns exemplos de processos que são extremamente dependentes das propriedades das superfícies de óxidos metálicos ou das interfaces entre os óxidos metálicos e outros materiais.

Em catálise, a importância dos óxidos metálicos é marcante. A maioria dos catalisadores comerciais consiste de nano-partículas metálicas sobre superfícies de óxidos. Em geral, o óxido utilizado como suporte catalítico tem pouca influência na atuação do catalisador mas, em algums casos, a interação entre os átomos que compõem a superfície do óxido e as nano-partículas metálicas (no caso de óxidos de metais de transição estas interações são bem intensas) ou a ocorrência de reações complementares, tanto no suporte catalítico quanto no catalisador, desempenham papéis importantes no processo de catálise. Sabe-se, por exemplo, que quando nano-partículas de Pt, Rh, Ru, Pd ou Ir sobre TiO são reduzidas a alta temperatura em uma atmosfera de H estas têm seu comportamendo drasticamente modificado em relação aos sistemas não reduzidos a alta temperatura. Neste caso específico, as nano-partículas metálicas passam a não adsorver moleculas de H e CO.

Óxidos metálicos também atuam como catalizadores em várias reações importantes do ponto de vista tecnológico. Molibidato de Bismuto (Bi MoO , Bi Mo O , Bi Mo O ) por exemplo, é utilizado na oxidação seletiva de propeno. Em alguns casos, a ação catalítica é resultante da interação entre dois óxidos. Óxido de Vanádio, sobre Óxido de Titânio (TiO ), por exemplo, é utilizado na oxidação seletiva de hidrocarbonetos e redução de óxidos de nitrogênio. Em geral, todas estas propriedades catalíticas são resultantes de uma série de interações químicas complexas que ocorrem na superfície e que estão longe de serem completamente compreendidas. Recentemente, Hahn e Ho demonstraram a possibilidade de se utlizar pontas de STM para manipular átomos ou moléculas adsorvidas sobre a superfície de um metal e induzir reações catalíticas. Utilizando-se esta técnica a baixa temperatura, eles conseguiram controlar a velocidade das reações permitindo, assim, o acompanhamento de importantes etapas átomo por átomo. Este parace ser o início de um longo caminho para um melhor entendimento de reações catalíticas em nível bem fundamental.

http://www.fisica.ufmg.br/~surf/pesquisa/oxidos/node5.html

Jenifer Saueressig

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