There are several purposes for investigating hydrotalcite clays and one of them is due to its importance as an anionic adsorbent and ion exchanger, which make them capable of removing various pollutants from water. The most common hydrotalcite structure is based on double lamellar hydroxide of magnesium and aluminum, containing carbonate anions in the interlayer space. However, it is common to investigate the co-substitution of aluminum with other trivalent cations, especially transition metal cations, due to their binding properties. In this work, it was investigate the co-substitution of chromium (III) and aluminum in a sample of magnesium-aluminum carbonated hydrotalcite, comparing it with the same composition without this co-substitution. Thermal stability, crystallinity and morphology were investigated, showing that chromium contributes to the adsorptive capacity at low temperature.

ResumoOs sistemas de óxidos cerâmicos são frequentemente investigados para os mais diversos propósitos, sejam como refratários, pigmentos, cerâmicas eletroeletrônica ou semicondutores fotocatalíticos, entre várias outras aplicações. Muitos deles, como a alumina, a sílica, a zircônia e a titânia, acabam por se tornar ótimas matrizes adsorventes e de catalisadores, mas podem ter seus desempenhos significativamente melhorados com a modificação como outros tipos de óxidos não refratários, mas com excelentes propriedades adsortivas, como o cobre, molibdênio, vanádio, cério, entre outros. No entanto, materiais heterofásicos de sistemas ternários ou quaternários de óxidos metálicos são de difícil controle morfológico e estrutural e poucos métodos são mais adequados para a obtenção deste tipo de material do que o Método Sol-Gel. Um destes sistemas é TiO2-CeO2-V2O5, investigado neste trabalho, do ponto de vista das alterações morfológicas e estruturais que ocorrem ao longo do processo de tratamento térmico, sofrendo transições de fases e coalescência de poros. Palavras-chave: Cerâmica. Morfologia. Cristalização. Refratário. Equilíbrio de fases. AbstractCeramic oxide systems are frequently investigated for the most diverse purposes, whether as refractories, pigments, electro-electronic ceramics, or photocatalytic semiconductors, among many other applications. Many of them, such as alumina, silica, zirconia and titania, end up becoming excellent adsorbent matrices and catalysts, but their performance can be significantly improved with the addition of non-refractory oxides, but with excellent adsorptive properties, such as molybdenum, copper, molybdenum, vanadium, cerium, among others. However, heterophasic materials from ternary or quaternary systems of metal oxides are difficult to control from a morphological or structural point of view and few methods are more suitable for obtaining this type of material than the Sol-Gel Method. One of these systems is named TiO2-CeO2-V2O5, as investigated in this work, and a sample of this system was investigated from the point of view of the morphological and structural changes that occur throughout the heat treatment process, undergoing phase transitions and significant pore coalescence. Keywords: Ceramics. Morphology. Crystallization. Refractory. Phase balance.

ResumoOs materiais cerâmicos semicondutores possuem amplo espectro de aplicações e alguns sistemas quaternários de óxidos metálicos costumam ser bem versáteis. Um destes sistemas é composto majoritariamente por óxidos de titânio, cério e vanádio TiO2-CeO2-V2O5. Neste trabalho, foi obtida uma amostra de óxido misto com 80 mol% de titânio IV, 10 mol% de cério IV e 10 mol% de vanádio V através do método Sol-Gel, investigando alterações morfológicas e estruturais em função do tratamento térmico. A obtenção do material envolveu como reagentes de partida o tetraisopropóxido de titânio IV, nitrato de cério IV e metavanadato de amônio, com massa e volumes calculados com base na estequiometria referente aos compostos. O procedimento foi iniciado a partir de misturas específicas de ácido acético em um recipiente contendo uma barra magnética. Primeiramente foi feita adição de tetraisopropóxido de titânio IV e aguardada a complexação por tempo específico em agitação. Após incluiu-se na mistura o isopropanol como solvente, fato que reduziu consideravelmente a concentração da solução. Depois de outro intervalo de tempo para que ocorresse a homogeneização foi dissolvido o nitrato de cério IV e o metavanadato de amônio em água, em volume tal que foi produzida concentração específica para o experimento. Esta solução, em sua natureza aquosa, foi adicionada a solução alcoólica mediante agitação, permanecendo em homogeneização por tempo específico antes do processo de gelificação forçada com ação de uma sonda de ultrassom por tempo determinado. Palavras-chave: Cerâmica. Morfologia. Cristalização. Refratário. Equilíbrio de Fases. AbstractThe Semiconductor ceramic materials have a wide spectrum of applications and some quaternary metallic oxide systems are usually quite versatile. One of these systems is composed mostly of titanium oxides, cerium and vanadium TiO2-CeO2-V2O5. In this work, a mixed oxide sample was obtained with 80 mol% titanium IV, 10 mol% cerium IV and 10 mol% vanadium V using the Sol-Gel method, investigating morphological and structural changes as a function of the heat treatment. The material was obtained by using titanium IV tetralopropoxide, cerium IV nitrate and ammonium metavanate as starting reagents, with mass and volumes calculated on the basis of the stoichiometry of the compounds. The procedure was initiated from specific acetic acid mixtures in a container containing a magnetic bar. First titanium IV tetralopropoxide was added and the complexation was awaited for a specific time in agitation. After that, isopropanol was included as a solvent in the mixture, which considerably reduced the concentration of the solution. After another interval of time for the homogenization to occur, the cerium nitrate IV and ammonium metavanadate were dissolved in water, in such volume that specific concentration was produced for the experiment. This solution, in its aqueous nature, was added the alcoholic solution by agitation, remaining in homogenization for a specific time before the process of forced gelation with the action of an ultrasound probe for a specific time. Keywords: Ceramics; morphology; crystallization; refractory; phase equilibrium.

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