Síntese de Nanopartículas de Óxido de Ferro com Mandacaru por Coprecipitação Verde
nanopartículas, óxidos de ferro, síntese verde, mandacaru.
Os métodos de síntese verde têm se tornado cada vez mais comuns na produção de nanopartículas (NPs) devido à capacidade de compostos orgânicos de controlar a taxa de nucleação das partículas, permitindo a obtenção de tamanhos e morfologias controladas, além de adaptar processos de síntese tradicionais para torná-los menos nocivos ao meio ambiente. Este trabalho propôs o uso de um método de coprecipitação adaptado para a síntese verde de NPs, empregando a polpa do fruto do mandacaru (Cereus jamacaru) como agente redutor e controlador na síntese de óxidos de ferro. O objetivo deste trabalho é identificar os efeitos magnéticos, estruturais e ópticos nos sistemas estudados resultantes da adição da polpa do fruto de mandacaru no processo de síntese. Para fins de comparação, uma amostra controle sem a adição do extrato foi preparada sob as mesmas condições experimentais. Ambas as amostras foram calcinadas a 350, 450, 550 e 650 °C. Os resultados indicam formação de goethita (α-FeO(OH)) após secagem na amostra sintetizada por rota verde, aliada a um tamanho nanométrico das partículas variando de 21 a 34 nm e a ocorrência da formação direta de hematita (α-Fe2O3) após calcinações. Em contraste, as nanopartículas de óxido de ferro sintetizadas sem a polpa exibem duas fases distintas proeminentes de 350 °C até 450 °C, correspondentes à hematita (α-Fe2O3) e à maghemita (γ-Fe2O3), bem como tamanhos maiores que variam de 26 a 38 nm. As amostras sintetizadas com a adição da polpa do mandacaru exibem comportamento majoritariamente antiferromagnético, que por sua vez apresenta também um ferromagnetismo oriundo da superfície das partículas, enquanto a amostra controle exibe comportamento ferrimagnético até 450 °C e antiferromagnético a partir de 550 °C. A rota verde também permitiu modular o band gap (Eg) para um aumento significativo na largura entre as bandas de valência e condução. Modos vibracionais característicos de hematita tornaram-se mais nítidos e estreitos com a calcinação, além de apresentarem características de banda para cristal harmônico. O trabalho conclui que a coprecipitação assistida por polpa de mandacaru é uma rota eficiente para obtenção de hematita nanocristalina com propriedades magnéticas e ópticas suscetíveis de controle. Tal estratégia é promissora para aplicações em fotocatálise visível, sensores e sistemas de adsorção/remoção de poluentes, devendo ser seguida por ensaios aplicados para validação tecnológica.