Intercalação eletroquímica de cátions hidratados derivados de aminas em 2H-NbS2, acompanhada "in-situ" por difratometria de raios-X

Abstract

Resumo: Os compostos de intercalação tem sido estudados exaustivamente não só por suas propriedades anisotrópicas, mas também pela possibilidade de aplicação em varias áreas, como baterias, sensores, células solares, sistemas eletrocrômicos ou condutores. Apesar disso, poucos são os relatos relacionados a investigação estrutural desses compostos. Neste trabalho são apresentados os resultados da investigação estrutural da matriz hospedeira 2H-NbS2, intercalada eletroquimicamente com cátions hidratados derivados de aminas, sendo eles os cátions metilaminio, propilaminio e hexilaminio. Para este fim, foi necessário construir uma célula eletroquímica que pudesse ser usada simultaneamente para a difratometria de raios-x. A técnica utilizada para a intercalação foi a voltametria cíclica, a analise estrutural foi realizada utilizando-se difração de raios-x e difração de elétrons, e a morfologia analisada por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados obtidos para a intercalação de cátions metilaminio e propilaminio, indicam que, após a intercalação, os mesmos se encontram em monocamada, posicionados paralelamente ao plano basal do cristal, situação que permanece mesmo apos o processo de desintercalação. Também como decorrência da intercalação, foi observada a formação de superestruturas, que podem ser identificadas como sendo do tipo 2a x 2a quando o cátion intercalado e o metilaminio, e do tipo aV3 x aV3, quando a cátion intercalado e o propilaminio. Para o composto formado pela intercalação de cátions hexilaminio, os resultados indicam que no final do processo os cátions se encontram sobrepostos, dois a dois, com o comprimento da cadeia inclinada, formando um angulo de -64° ao plano do cristal, formando uma dupla camada. Esta fase e alcançada depois de passar pelo estagio onde os cátions se encontram posicionados paralelamente ao plano basal do cristal, em monocamada. Nesta fase também e observada a formação de uma superestrutura, do tipo aV3 x aV3 decorrente do ordenamento dos cátions nas lacunas de van der Waals. Depois da desintercalação, verifica-se que houve um reordenamento, e que os cátions que ocupam os espaços interlamelares, estão posicionados paralelamente as lamelas do cristal, em monocamada.