Planilha Síntese Mestrado PUC

Termodinâmica

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FTESM

0

Paula Martins

12.11.2017

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Espinélio CrTiO (old)
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_Cr2O3 =	151.9892	g/mol
	M0_Cr2TiO5 =	231.8542	g/mol
	M0_Cr(NO3)2.6H2O =	338.13742	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni) = 0
	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne) = V=(4/3)*π*R³; Ve=Me/ρ_TiO2; n=Me/M0
	Ve=	0.00E+00	cm³
	Me=	0.00E+00	g
	ne=	0.00E+00	moles
	ae=	1.92E+06	átomos
	> P/ Cr2O3.TiO2, relação 1:1, ou seja:	<<< CONFERIR COM ESPINÉLIO FORMADO DRX (!)
	n_Cr2O3 = ne_Cr2O3 = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / Cr2O3 = n_TiO2/n_Cr2O3 =	1.00	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do Cr2O3, Cr(NO3)2.6H2O, relação 2:1 para o metal Cr, ou seja:
	n_Cr(NO3)2 = 2*n_Cr2O3 =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_Cr2O3 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_Cr2O3 = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_Cr2O3 = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Cr(NO3)2.6H2O e P, resolvendo para X:
	X = 	4.31E-02	mols	>>	M_TiO2 =	3.44E+00	g
	Y =	4.31E-02	mols	>>	M_Cr2O3 =	6.56E+00	g
	M_Cr(NO3)2.6H2O =	2.92E+01	g
Espinélio FeTiO (old)
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_FeO =	71.844	g/mol
	M0_FeTiO3 =	151.709	g/mol
	M0_Fe(NO3)2.9H2O =	341.98632	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni) = 0
	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne) = V=(4/3)*π*R³; Ve=Me/ρ_TiO2; n=Me/M0
	Ve=	0.00E+00	cm³
	Me=	0.00E+00	g
	ne=	0.00E+00	moles
	ae=	1.92E+06	átomos
	> P/ FeO.TiO2, relação 1:1, ou seja:	<<< CONFERIR COM ESPINÉLIO FORMADO DRX (!)
	n_FeO = ne_FeO = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 + ni_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / FeO = n_TiO2/n_FeO =	1.00	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do FeO, Fe(NO3)2.3H2O, relação 1:1 para o metal Fe, ou seja:
	n_Fe(NO3)2 = n_FeO =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_FeO2 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_FeO = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_FeO = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Fe(NO3)2.3H2O e P, resolvendo para X:
	X = 	1.23E+00	mols	>>	M_TiO2 =	4.79E+00	g
	Y =	1.23E+00	mols	>>	M_FeO =	5.21E+00	g
	M_Fe(NO3)2.9H2O =	8.84E+01	g
	l
Espinélio CuTiO
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_CuO =	79.545	g/mol
	M0_CuTiO3 =	159.41	g/mol
	M0_Cu(NO3)2.3H2O =	241.59804	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni) = 0
	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne) = V=(4/3)*π*R³; Ve=Me/ρ_TiO2; n=Me/M0
	Ve=	0.00E+00	cm³
	Me=	0.00E+00	g
	ne=	0.00E+00	moles
	ae=	1.92E+06	átomos
	> P/ CuO.TiO2, relação 1:1, ou seja:
	n_CuO = ne_CuO = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / CuO = n_TiO2/n_CuO =	1.00	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do CuO, Cu(NO3)2.3H2O, relação 1:1 para o metal Cu, ou seja:
	n_Cu(NO3)2 = n_CuO =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_CuO2 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_CuO = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_CuO = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Cu(NO3)2.3H2O e P, resolvendo para X:
	X = 	6.27E-02	mols	>>	M_TiO2 =	5.01	g
	Y =	6.27E-02	mols	>>	M_CuO =	4.99	g
	M_Cu(NO3)2.3H2O =	15.16	g
Espinélio Fe2TiO5
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_Fe2O3 =	159.687	g/mol
	M0_Fe2TiO5 =	239.552	g/mol
	M0_Fe(NO3)2.9H2O =	341.98632	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni) = 0
	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne) = V=(4/3)*π*R³; Ve=Me/ρ_TiO2; n=Me/M0
	Ve=	0.00E+00	cm³
	Me=	0.00E+00	g
	ne=	0.00E+00	moles
	ae=	1.92E+06	átomos
	> P/ Fe2O3.TiO2, relação 1:1, ou seja:
	n_Fe2O3 = ne_Fe2O3 = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 + ni_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / Fe2O3 = n_TiO2/n_Fe2O3 =	1.00	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do Fe2O3, Fe(NO3)2.3H2O, relação 2:1 para o metal Fe, ou seja:
	n_Fe(NO3)2 = 2*n_Fe2O3 =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_Fe2O3 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_Fe2O3 = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_Fe2O3 = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Fe(NO3)2.9H2O e P, resolvendo para X:
	X = 	4.17E-02	mols	>>	M_TiO2 =	3.33	g
	Y =	4.17E-02	mols	>>	M_Fe2O3 =	6.67	g
	M_Fe(NO3)2.9H2O =	28.55	g
Junção CuTiO
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_CuO =	79.545	g/mol
	M0_CuTiO3 =	159.41	g/mol
	M0_Cu(NO3)2.3H2O =	241.59804	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni):	X	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne):
	Vi=(4/3)*π*(R-e)³; Vi=Mi/ρ_TiO2; ni=Mi/M0	Ve=(4/3)*π*[R³-(R-e)³]; Vi=Mi/ρ_TiO2; ni=Mi/M0
	Vi=	0.00E+00	cm³	Ve=	0.00E+00	cm³
	Mi=	0.00E+00	g	Me=	0.00E+00	g
	ni=	0.00E+00	moles	ne=	0.00E+00	moles
	ai=	1.31E+06	átomos	ae=	6.12E+05	átomos
	> P/ CuO.TiO2, relação 1:1, ou seja:
	n_CuO = ne_CuO = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 + ni_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / CuO = n_TiO2/n_CuO =	3.14	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do CuO, Cu(NO3)2.3H2O, relação 1:1 para o metal Cu, ou seja:
	n_Cu(NO3)2 = n_CuO =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_CuO2 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_CuO = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_CuO = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Cu(NO3)2.3H2O e P, resolvendo para X:	TiO2	79.865
	CuO	79.545
	X = 	9.51E-02	mols	>>	M_TiO2 =	7.59E+00	g
	Y =	3.03E-02	mols	>>	M_CuO =	2.41E+00	g	Ti	1mol	47.867	g	% massa	6.02E+23	átomos	% atomica
	M_Cu(NO3)2.3H2O =	7.32E+00	g	9.51E-02	4.55E+00	g	45.50%	5.72E+22	átomos Ti	27.49%
	Cu	1mol	63.546	g	6.02E+23	átomos
	3.03E-02	1.92E+00	g	19.24%	1.82E+22	átomos Cu	8.76%
	O	1mol	15.999	g	6.02E+23	átomos
	1.90E-01	3.04E+00	g	1.14E+23	átomos TiO2
	3.03E-02	4.84E-01	g	1.82E+22	átomos CuO
	3.53E+00	35.26%	1.33E+23	átomos O	63.75%
	2.08E+23	átomos total
	0	b	FRX	TEÓRICO	TEÓRICO/FRX
	Ti	13.14%	27.49%	2.09
	Cu	3.22%	8.76%	2.72
	O	83.43%	63.75%	0.76
	Ti:Cu	4.08	3.14
Junção FeTiO
	ρ_TiO2 (anatásio) =	3.893	g/cm³
	ρ_TiO2 (rutilo) =	4.23	g/cm³
	M0_TiO2 = 	79.865	g/mol
	M0_FeO =	71.844	g/mol
	M0_FeTiO3 =	151.709	g/mol
	M0_Fe(NO3)2.9H2O =	341.98632	g/mol
	> Nº de moles de TiO2 não reagidos (ni):	X	> N° de moles de TiO2 reagidos (ne):
	Vi=(4/3)*π*(R-e)³; Vi=Mi/ρ_TiO2; ni=Mi/M0	Ve=(4/3)*π*[R³-(R-e)³]; Vi=Mi/ρ_TiO2; ni=Mi/M0
	Vi=	0.00E+00	cm³	Ve=	0.00E+00	cm³
	Mi=	0.00E+00	g	Me=	0.00E+00	g
	ni=	0.00E+00	moles	ne=	0.00E+00	moles
	ai=	1.31E+06	átomos	ae=	6.12E+05	átomos
	> P/ FeO.TiO2, relação 1:1, ou seja:
	n_FeO = ne_FeO = ne_TiO2 = 	0.00E+00	moles
	n_TiO2 = ne_TiO2 + ni_TiO2 =	0.00E+00	moles
	P = Proporção TiO2 / FeO = n_TiO2/n_FeO =	3.14	moles
	> P/ cálculo do reagente (sal) predecessor do FeO, Fe(NO3)2.3H2O, relação 1:1 para o metal Fe, ou seja:
	n_Fe(NO3)2 = n_FeO =	0.00E+00	moles
	> P/ preparo de 10g de material:
	M_TiO2 + M_FeO2 = 10g
	X*M0_TiO2 + Y*M0_FeO = 10g; X/Y=P
	X*M0_TiO2 + (X/P)*M0_FeO = 10g
	, considerando M0_TiO2, M0_Fe(NO3)2.3H2O e P, resolvendo para X:	TiO2	79.865
	FeO	71.844
	X = 	9.73E-02	mols	>>	M_TiO2 =	7.77E+00	g
	Y =	3.10E-02	mols	>>	M_FeO =	2.23E+00	g	Ti	1mol	47.867	g	% massa	6.02E+23	átomos	% atomica
	M_Fe(NO3)2.9H2O =	1.06E+01	g	9.73E-02	4.66E+00	g	46.59%	5.86E+22	átomos Ti	27.49%
	Fe	1mol	55.845	g	6.02E+23	átomos
	3.10E-02	1.73E+00	g	17.31%	1.87E+22	átomos Cu	8.76%
	O	1mol	15.999	g	6.02E+23	átomos
	1.95E-01	3.11E+00	g	1.17E+23	átomos TiO2
	3.10E-02	4.96E-01	g	1.87E+22	átomos CuO
	3.61E+00	36.10%	1.36E+23	átomos O	63.75%
	2.13E+23	átomos total
	FRX	TEÓRICO	TEÓRICO/FRX
	Ti	15.45%	27.49%	1.78
	Fe	3.52%	8.76%	2.49
	O	80.90%	63.75%	0.79
	Ti:Cu	4.39	3.14
Seleção Óxidos
	Seleção inicial: Fe, Cu, Zn, Ti	obs: 
	Metais	Óxidos Formados	Óxidos Ternários
	Fe	Cu	Zn	Ti
	Fe	FeO (2,4eV, Tipo-P)	Fe2O3 (2,2eV*, Tipo-N)	Fe3O4 (0,1eV?)	N/A	CuFe2O4 (tipo-p)	ZnFe2O4	Fe2TiO5; FeTiO3 (2,8eV)
	Cu	CuO (1,7 eV, Tipo-P)	Cu2O (2,2eV*, Tipo-P)	CuFe2O4 (tipo-p)	N/A	CuTiO3 (2,99 eV)
	Zn	ZnO (3,2 eV*)	ZnFe2O4	N/A	ZnTiO3 (3,06eV); Zn2TiO4
Ti	TiO2 (3,2 eV*, Tipo-N)	Fe2TiO5; FeTiO3 (2.9eV)*	CuTiO3 (2,99 eV)	ZnTiO3; Zn2TiO4	N/A
	Co
	OBS: ÓXIDO (Bg*; P-N, Fotoestabilidade); 
*=Existe diagrama de níveis (imagem)
	objetivo: sintetizar fotocatalisadores tipo p-n para quebra da água
requisitos:
> potenciais de oxi-redução H2O: BC~0,0V ; BV~ 1,23V
> óxido 1: tipo-p; óxido 2: tipo-n
	1
	Rota
	> Fazer precipitação do óxido no TiO2
	> Fazer tratamento térmico para formação de espinélio na interface e/ou converter inteiramente uma das estruturas
	2
	> Fazer com CuFe2O3 + TiO2