Teles, M.N.O*(1), Carregosa, J. D. C. (1); Oliveira R. M. P. B. (1) (1) Universidade Federal de Sergipe

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1 PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE Ce1-xGdxO2-x/2 SINTETIZADO PELO MÉTODO DA GELATINA Teles, M.N.O*(1), Carregosa, J. D. C. (1); Oliveira R. M. P. B. (1) (1) Universidade Federal de Sergipe Teles, M.N.O*, Cidade Universitária Prof. José Aloísio de Campos, Av. Marechal Rondon, s/n, Bairro Jardim Rosa Elze, São Cristóvão, SE , Brasil. mnazare.oteles@hotmail.com RESUMO No presente trabalho, pós de óxido de cério puro e dopado com 10 e 20 % de gadolínio foram sintetizados pelo método sol gel proteico utilizando gelatina como precursor orgânico. Ao final da síntese, uma resina polimérica uniforme foi formada, a qual posteriormente foi submetida a uma pré-calcinação à temperatura de 350 C, onde houve a decomposição parcial do polímero formado obtendo-se o puff. Em seguida, as propriedades dos pós foram avaliadas por TG/DTG/DTA e DRX. A partir dos resultados obtidos pela análise térmica foi possível estabelecer a temperatura de calcinação dos pós cerâmicos em 600 C. Posteriormente, adicionou-se 0,5% em peso de óxido de zinco como aditivo de sinterização para cada formulação. A homogeneização dos pós com o aditivo de sinterização foi realizada por moagem de alta energia em moinho planetário. Os difratogramas de raios X indicaram a presença da estrutura cúbica do tipo fluorita (grupo espacial Fm3m) e não foram observados picos adicionais referentes a impurezas ou fases secundárias em nenhuma das composições. A amostra dopada com 20% de Gd apresentou a maior temperatura de formação dos óxidos, indicando que a maior concentração do dopante promove o retardamento do processo de cristalização. Os resultados demonstraram que o método utilizado é capaz de produzir pós com elevada pureza e cristalinidade, além de fazer uso da gelatina, um material não tóxico e de baixo custo. Palavras-chave: Síntese, Processamento, Gelatina, Óxido de Cério. INTRODUÇÃO Usualmente, a zircônia estabilizada, especialmente a estabilizada com ítria, é o eletrólito mais utilizado em SOFC, por possuir um adequado nível de condutividade iônica, e exibir estabilidade em ambas atmosferas, oxidante e redutora, além de apresentar excelentes propriedades mecânicas. Em contrapartida, necessita de altas temperaturas de operação ( ⁰C) que 1384

2 implica em elevados custos de materiais, particularmente matérias para interconexão e construção (1). Na literatura inúmeros trabalhos visando a busca de materiais para a diminuição da temperatura de operação da pilha (inferiores a 800ºC) podem ser encontrados. De acordo com esses estudos, eletrólitos sólidos à base de céria têm se mostrado promissores devido a sua elevada condutividade iônica, de ~ 10-2 S.cm -1 na faixa de temperaturas intermediárias ( C), o que proporciona flexibilidade na escolha de materiais para eletrodos e interconectores, tornando possível a diminuição no custo da construção das pilhas do tipo SOFC (2-4). A introdução de dopantes com valência próxima (M x-1 ) do íon substituído com raio iônico (±15% do íon substituído) gera um maior número de vacâncias de oxigênio quando comparado ao mesmo material sem a introdução do dopante (5). Uma vez que a razão rd/ rh, sendo rd o raio do íon dopante e rh o raio do íon hospedeiro, é próxima de um, o que leva a diminuição da distorção sofrida na rede com a substituição dos átomos de cério pelos átomos de dopante (6-7). O método sol-gel proteico é uma variação do método sol-gel, e faz uso de um precursor proteico ao invés de um alcóxido como geralmente ocorre no procedimento convencional. Trabalhos foram publicados utilizando síntese via sol-gel proteico tendo como agente precursor a água de coco para obtenção de óxidos metálicos e outros descreveram o uso gelatina comestível para obtenção de nanopartículas, sendo este último o utilizado no presente trabalho. Esse processo utiliza a cadeia polimérica da água do coco ou da gelatina como ligante dos íons metálicos ancorando os íons precursores. Logo, considera-se que a gelatina ou a água de coco serve como um quelante complexando os íons metálicos, de forma que os metais encontram-se distribuídos ao longo da cadeia proteica. No momento da calcinação ocorre a eliminação dessas cadeias, o que permite a interação entre os íons levando a formação da fase cristalina (8-9). Este método de síntese apresenta vantagens como sua baixa toxicidade e baixo custo e é considerado como uma alternativa de síntese verde, sendo utilizado na produção de diversos materiais óxidos (10). De acordo com a empresa fabricante da gelatina (GELITA ) trata-se de um alimento de origem natural. É uma proteína desnaturada extraída de peles de suínos e bovinos ou de ossos bovinos desmineralizados. É derivada do colágeno, uma proteína de origem animal com característica funcional de contribuir com a integridade estrutural da matriz extracelular ou ajudar a fixar células na matriz (11-12). A gelatina é uma macromolécula, pode ser usada em diversas vertentes na indústria, como por exemplo na indústria alimentícia, fotográfica, cosmética e farmacêutica. Esta diversa gama de aplicações se dá por conta das suas diversas propriedades, que em geral, as mais importantes são a força de gel, capacidade de emulsificação, temperaturas de gelificação e fusão e a viscosidade. Além de sua habilidade de formar géis claros, transparentes e termo reversíveis (12). 1385

3 Dessa forma o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades microestruturais e elétricas de céria dopada com gadolínio via método sol-gel proteico com adição de óxidos de metais de transição como aditivo de sinterização, visando uma aplicação como eletrólito sólido de células a combustível. METODOLOGIA A gelatina utilizada no presente trabalho foi do tipo alimentícia de origem bovina, GELITA. Num béquer, a gelatina foi dissolvida em água deionizada a uma temperatura de aproximadamente 60 ºC (hidrólise) sob constante agitação por 20 min. Após a completa dissolução da gelatina, foi adicionado o nitrato de cério (III) hexahidratado Ce(NO3)3 6H2O 99,9% (Sigma-Aldrich). Em seguida, a temperatura foi elevada gradativamente até 90 ºC na qual a solução foi mantida sob agitação constante durante aproximadamente 2 horas até a formação de uma resina polimérica uniforme. A resina obtida foi pré calcinada a 350 ºC patamar de 2 horas numa taxa de aquecimento de 0,5 ºC min -1 para a produção do pó precursor (puff). O pó precursor foi calcinado a 600 ºC num patamar de 2 horas e taxa de aquecimento de 1,0 ºC min -1 para a completa remoção da matéria orgânica restante. Uma vez calcinada, a amostra foi macerada e peneirada em peneira de 325 mesh, tornando-se pronta para as análises posteriores. CeO2 dopado com gadolínio Para a obtenção da céria dopada com 10% (10CGO) e com 20% de gadolínio (20CGO), o mesmo procedimento foi adotado diferindo na adição das quantidades previamente calculadas de nitrato de gadolínio (III) hexahidratado Gd(NO3)3 6H2O 99,9% (Sigma-Aldrich) após a adição de nitrato de cério (III) hexahidratado Ce(NO3)3 6H2O 99,9% (Sigma-Aldrich). Assim como o óxido de cério, as resinas poliméricas obtidas foram pré calcinadas a 350 ºC patamar de 2 horas numa taxa de aquecimento de 0,5 ºC min -1 para a produção dos pós precursores (puff). Uma parte dos puffs foi retirada para posterior análise térmica. Em seguida, os pós precursores restantes foram calcinados a 600 ºC num patamar de 2 horas para a completa remoção da matéria orgânica restante. Uma vez calcinadas, as amostras foram maceradas e peneiradas em peneira de 325 mesh, tornando-as prontas para as análises posteriores. Aditivação e Compactação dos Pós Foram retirados 1,2g da céria pura e da céria dopada com 10 e 20% de gadolínio. Em seguida, cada composição foi separada em duas partes, cada uma contendo 600 mg. Uma parte foi separada para a aditivação (600 mg) e a outra 1386

4 foi reservada para posterior compactação (600 mg). Posteriormente, foi adicionado 0,5% de óxido de zinco puro (ZnO) (Sigma-Aldrich) de cada composição à parcela destinada para a aditivação. A homogeinização do pó com o aditivo de sinterização, foi realizada em Moinho de Bolas Planetário PM 100 com esferas de zircônia-ítria tetragonal (3Y-TZP, Tosoh, Japão) de diâmetro 2 mm, a uma velocidade de 200 rpm por um período de 30 min. Posteriormente, as composições foram maceradas para quebra de aglomerados que poderiam ter sido formados na etapa da homogeneização. Após a incorporação dos aditivos, os pós cerâmicos com e sem aditivos foram compactados uniaxialmente em prensa hidráulica, conformados em matriz metálica de punções de diâmetro 6 mm, mediante a aplicação de uma força axial de aproximadamente 430 kgf por aproximadamente 20 segundos. Análise Térmica As amostras foram submetidas às analises térmicas TG/DTG e DTA com o intuito de realizar um estudo acerca das reações de decomposição para a determinação de parâmetros termodinâmicos. Tais analises foram realizadas num equipamento NETZSCH STA 449F3 F1 Jupiter localizado no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Sergipe, no qual 25mg das amostras foram condicionadas em cadinhos de alumina e expostas a taxas de aquecimento de 10 ºC/min em atmosfera de nitrogênio, utilizando a alumina como material de referência. Difração de raios X (DRX) As medidas de difração de raios X foram realizadas em dois difratômetros, o primeiro da marca Rigaku RINT PC DMAX Ultima com monocromadores para radiação CoKα operando a 40kV/40mA, variando de 20º a 80º, e o segundo instrumento trata-se de um difratômetro Bruker-AXS D8 Advance com tubo de Cu e radiação (Kα(Cu) = 1,54178 Å) operado a uma tensão de 40KV e uma corrente de 40mA, variando de 10º a 90º, ambos localizados no Departamento de Física da Universidade Federal de Sergipe. O método do pó foi aplicado, no qual todo o material submetido a DRX, encontrava-se finamente seco e peneirado em granulometria de 325 mesh. Para a indexação das fases cristalinas foram utilizados os arquivos JCPDS. RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise Térmica Antes do o processo de obtenção dos pós, foram realizadas medidas de TG/DTG para a gelatina com o propósito de estudar o comportamento térmico do material. As curvas de TG/ DTG e para a gelatina são mostradas na Figura 1. As análises foram realizadas partindo de 25mg de material. Na curva termogravimétrica (TG) é observado que a decomposição da gelatina acontece 1387

5 em 3 estágios. O primeiro estágio ocorre até aproximadamente 200 C e corresponde a uma redução de 9,52% de massa e está associado à perda de umidade (água de hidratação). O segundo estágio inicia-se em 226ºC e se estende até 536 ºC equivalendo a 62,24% de perda de massa e pode estar relacionado à eliminação dos fragmentos de aminoácidos, usualmente a prolina aminoácido termodinamicamente susceptível a degradação térmica em atmosfera oxidante. A terceira e última etapa ocorre na faixa de temperatura de ºC e refere-se à degradação da glicina, tendo um percentual de perda de massa de 8,98% (13). A temperatura do pico da DTG para a amostra de gelatina é de aproximadamente 305 C, ponto em que a massa varia mais rapidamente. A área do pico da DTG é diretamente proporcional à variação da massa da amostra, e indica a máxima perda de massa do material com o valor registrado para a gelatina de 8,59 mg o que corresponde a 34,36% de perda de massa. A partir das análises de TG/DTG realizadas para a gelatina, determinouse que a temperatura de pré calcinação do pó obtido na síntese seria de 350 ºC, temperatura em que a amostra do precursor orgânico não mais apresentou perdas significativas de massa. TG/% TG (%) DTG (%/min) DTG(%/min) Temperatura( C) Figura 1: Análise de TG/DTG da gelatina. Pó precursor (Puff) - CeO2 A Figura 2 apresenta as curvas TG, DTG e DTA para o pó precursor (puff), obtido a partir da pré calcinação a 350 ºC da resina formada na síntese. A curva termogravimétrica apresenta 3 eventos. O primeiro está compreendido entre 25,7 ºC e 171,2 ºC, correspondendo a maior perda de massa registrada, de 1,66%, e está relacionado à perda de água de umidade. O segundo evento é observado em 200 ºC e vai até 270 ºC e corresponde a eliminação de materiais orgânicos provenientes da síntese (aminoácidos e decomposição da prolina). Ambos os eventos podem ser confirmados com o auxílio da curva de DTG 1388

6 apresentando a variação máxima da massa para o primeiro em 57,2 ºC e para o segundo em 232,6 ºC. O terceiro e último evento está compreendido entre 275 ºC e 1000 ºC apresentando uma perda muito pequena de massa e pode estar relacionado à eliminação da glicina (13-14). Três picos são observados na curva de DTA, dois deles exotérmicos e um endotérmico. O primeiro pico exotérmico, é atribuído a decomposição residual do material orgânico com temperatura onset de 162,3 ºC e temperatura de pico de 202,4 ºC. O segundo pico exotérmico tem início em 254,2 ºC e apresenta temperatura de pico de 352,7ºC e pode estar relacionado à decomposição do hidróxido de cério em óxido de cério, ou seja, à cristalização do material. O pico endotérmico ocorre na temperatura onset de 511,1ºC e temperatura de pico de 619,3ºC e está associado à decomposição dos nitratos. O terceiro pico exotérmico descreve o processo de densificação do material, com temperatura de pico de 870ºC. Desse modo, a melhor faixa de temperatura determinada para a calcinação do pó precursor e obtenção do CeO2 foi de 600ºC. TG(%) TG /% DTA/(uV/mg) DTG/(%/min) Temperatura( C) DTG(%/min) DTA(µV/mg) 0,15 Figura 2: Análise de TG/DTG e DTA do pó precursor (Puff) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0,10 0,05 0,00-0,05-0,10-0,15-0,20-0,25 CeO2 dopado com 10% de gadolínio (10CGO) As curvas de TG/DTG e DTA para a céria dopada com 10% de gadolínio (10CGO) são mostradas na Figura 3. É possível notar que no início do processo de perda de massa há uma linha decrescente em temperaturas abaixo de 40 ⁰C que pode ter sido ocasionada por um valor incorreto da massa da amostra em comparação a massa real que estava contida no cadinho utilizado. Dessa forma, a análise foi realizada desconsiderando esse evento. Portanto, observa-se que o processo de decomposição térmica ocorre em dois estágios. O primeiro ocorre no intervalo de temperatura de 81,8 a 243 ºC e representa a perda de umidade do material com perda de massa de ~ 0,95%. O segundo tem início em 386,2 ºC 1389

7 e termina em 678 ºC apresentando perda de massa de 1,45% e pode estar relacionado à degradação de aminoácidos, eliminação da prolina e decomposição dos nitratos, compostos que tendem a serem degradados nesse intervalo de temperatura (13-14). Pela análise térmica diferencial (DTA) observa-se a ocorrência apenas um pico exotérmico. Que tem início na temperatura de 221 ⁰C e apresenta temperatura de pico de 365,6 ⁰C e pode ser referente a desidroxilação do hidróxido de cério para o óxido de cério no processo de cristalização do material (14-16). TG (%) Puff 10CGO DTA (µv/mg) DTG (%/min) TG (%) DTG (%/min) DTA (µv/mg) Temperatura( C) Figura 3: Análise de TG/DTG e DTA do pó precursor para o 10CGO. 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0 CeO2 dopado com 20% de gadolínio (20CGO) As curvas TG/DTG e DTA para a amostra do pó precursor da céria dopada com 20% de gadolínio (20CGO) estão ilustradas na Figura 4. O resultado para a termogravimetria indica que a perda de massa ocorre em três etapas. A primeira está compreendida entre 24,4 e 271,3 ⁰C e pode ser associada a eliminação da água adsorvida na amostra. De acordo com a curva DTG a maior taxa perda de massa está compreendida nesta faixa de temperatura e correspondeu a 3,5%. A segunda etapa ocorre na faixa de 348 a 726,7 ⁰C com a segunda maior perda de massa de aproximadamente 3,2% e pode estar associada a degradação da prolina, bem como a eliminação da glicina e decomposição dos nitratos, fenômenos que tendem a ocorrer nessa faixa de temperatura (13-15). Dois picos exotérmicos e um endotérmico podem ser observados pela análise da curva de DTA. O primeiro pico exotérmico possui temperatura onset de 53 ºC e temperatura de pico de 137 ºC o qual pode ser associado à eliminação da água superficial da amostra. O segundo pico exotérmico se inicia em 219 ºC com temperatura de pico de 367 ⁰C e é acompanhado por um pico endotérmico seguinte com temperatura de ínicio em aproximadamente 611,4 ºC e de pico de 1390

8 725 ⁰C os quais podem ser associados a desidroxilação do hidróxido de cério e posterior crescimento de cristais e densificação do material (14-16). TG (%) Puff 20CGO DTA/(uV/mg) DTG/(%/min) 100 TG (%) DTG/(%/min) DTA/(uV/mg) 98 0,8 0,4 0,4 0,2 96 0,0 0,0-0,4 94-0,2-0,8 92-0,4-1,2 90-0, Temperatura ( C) Figura 4: Análise de TG/DTG e DTA do pó precursor para o 20CGO. Com a análise das curvas termogravimétricas para os puffs do óxido de cério puro e do óxido de cério dopado com 10 e 20% de gadolínio, é visto que a temperatura para a formação dos óxidos aumenta com a quantidade do dopante. Desta forma, a amostra do pó precursor de 20CGO é a que possui a maior temperatura de formação dos óxidos. Esta observação indica que a inserção do íon gadolínio retarda o processo de cristalização da amostra dopada. Difração de raios X (DRX) O difratograma de raios X do pó precursor do óxido de cério está apresentado na Figura 5. Foi utilizado o banco de dados JCPDS (Joint Committe on Powder Diffraction Standards) para a identificação da fase cristalina. Na figura, as linhas em vermelho indicam as posições dos picos de difração de CeO2 de acordo com a ficha JCPDS para a estrutura fluorita, da céria. Todo os picos apresentados para o pó precursor podem ser apontados como característicos da estrutura cúbica do tipo fluorita da céria (grupo espacial Fm3m) e não foram observados picos adicionais referentes a impurezas ou fases secundárias do CeO2. Sendo assim, o método sol-gel proteico apresenta-se como uma rota de síntese promissora, para obtenção dos pós de óxido de cério. Em seguida, após a calcinação do mesmo será realizada mais uma análise por difração de raios X para a confirmação da formação da céria. 1391

9 Puff CeO 2 JCPDS # Intensidade (u.a.) θ (teta) Figura 5: Difratograma de raios X do pó precursor. Na Figura 6 são apresentados os dados de difração de raios X para os pós obtidos por meio da síntese otimizada, calcinados a 600 ⁰C por 2 horas. Os picos de difração foram indexados com base na ficha JCPDS com seus os respectivos índices de Miller. A comparação entre a carta e os difratogramas obtidos, revela que todas as composições apresentaram picos característicos da estrutura cúbica tipo fluorita, grupo espacial Fm3m, referente ao óxido de cério. Os picos bem definidos e a ausência de fases secundárias apontam que o método utilizado é capaz de produzir pós com elevada pureza e cristalinidade. Pode-se observar que houve um pequeno alargamento e redução da intensidade dos picos em comparação com os da céria pura, indicando que houve uma diminuição do tamanho do cristalito devido a substituição dos íons Ce 4+ por íons Gd 3+. Essa substituição gera um aumento progressivo das vacâncias de oxigênio na estrutura cristalina da céria provocando um aumento no parâmetro de rede e, consequentemente, o alargamento dos picos de difração. O pequeno deslocamento angular dos picos, observado com o aumento da concentração de gadolínio, é ocasionado pelas diferenças entre o parâmetro de rede da céria pura e o parâmetro de rede da céria dopada com o gadolínio. 1392

10 (111) CeO 2 CeO 2 dopada 10% CeO 2 dopada 20% JCPDS # Intensidade (u.a.) (200) (220) (311) (222) θ (teta) Figura 6: Difratograma de raios X dos pós calcinados. CONCLUSÃO O método sol gel proteico mostrou-se uma eficiente rota de síntese para obtenção de pós nanocristalinos do dióxido de cério puro e dopado com gadolínio. A otimização do método possibilitou a produção dos materiais com um tempo menor de síntese, promovendo uma redução de 6 para 2 horas. Análises termogravimétricas foram realizadas para a determinação das temperaturas de pré calcinação e calcinação para produção do óxido de cério puro e dopado com 10 e 20% de gadolínio. A partir dos resultados obtidos para o pó precursor do CeO2, foi estabelecida a temperatura de calcinação dos pós cerâmicos em 600ºC. A amostra 20CGO apresentou a maior temperatura de formação dos óxidos, indicando que a maior concentração do dopante promove o retardamento do processo de cristalização. Posteriores medidas de difração de raios X indicaram a presença da fase de CeO2 com estrutura do tipo fluorita sem a presença de fases secundárias no pó precursor, indicando que a rota de síntese é eficiente para a obtenção do produto. Os difratogramas dos pós calcinados para todas as composições analisadas apresentaram picos bem definidos e característicos da estrutura fluorita do CeO2, com a ausência de picos secundários. Todos esses resultados demonstram que o método utilizado é capaz de produzir pós com elevada pureza e cristalinidade, além de fazer uso da gelatina, um material não tóxico e de baixo custo. 1393

11 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à CAPES, ao CNPq e a FAPITEC/SE pelo auxílio financeiro. REFERÊNCIAS (1) TU, H.; STIMMING, U. Advances, aging mechanisms and lifetime in solid-oxide fuel cells. Journal of Power Sources, v. 127, n. 1-2, p , mar (2) AMADO, R. S.; MALTA, L. F. B.; GARRIDO, F. M. S.; MEDEIROS, M. E.. Pilhas a combustível de óxido sólido: materiais, componentes e configurações. Química Nova, São Paulo, v. 30, n. 1, p , fev (3) STEELE, B. C. H.. Appraisal of Ce 1 y Gd y O 2 y/2 electrolytes for IT-SOFC operation at 500 C. Solid State Ionics, v. 129, n. 1-4, p , abr (4) REY, J. F. Q.; MUCCILLO, E. N. S.. Parâmetros de rede em condutores de íons oxigênio com estrutura fluorita: estudo da solução sólida céria-ítria. Cerâmica, São Paulo, v. 48, n. 307, p , set (5) MUCCILLO, E. N. S.. Condutores de íons oxigênio: uma breve revisão. Cerâmica, São Paulo, v. 54, n. 330, p , jun (6) CELA, B.; MACEDO, D. A.; SOUZA, G. L.; MARTINELLI, A. E.; NASCIMENTO, R. M.; PASKOCIMAS, C. A.. NiO CGO in situ nanocomposite attainment: One step synthesis. Journal of Power Sources, v. 196, n. 5, p , mar (7) WANG, F.-Y.; CHEN, S.; WANG, Q.; YU, S.; CHENG S.. Study on Gd and Mg codoped ceria electrolyte for intermediate temperature solid oxide fuel cells. Catalysis Today, v. 97, n. 2-3, p , out (8) SOARES, V. K. S.; GOMES, M. de A.; SILVA, R. S. da; MACEDO, Z. S.; HAYASI, C. H.. Produção de nanopartículas de Al 2 O 3 utilizando água de coco maduro (coco seco). Cerâmica, São Paulo, v. 59, n. 349, p , mar (9) SAMPAIO D. V.; SANTOS J. C. A.; MACEDO Z. S.; SILVA, R. S.. Síntese de BaTiO 3 e Ba 0.77 Ca 0.23 TiO 3 pelo método sol-gel proteico. Scientia Plena, São Cristóvão-se, v. 5, n. 11, p.1-6, 01 nov (10) PIMENTEL, P. M.; DUTRA, J.L.S.; LIMA, A.C.; ARAÚJO, J.H.; BAGNATO, O.; COSTA, A. F.; OLIVEIRA, R. M. P. B.. Structural and Magnetic Characterization of LaFe 1-x Al x O 3 (x = 0 and 0.2) Orthoferrites Synthesized by Gelatin Method. Materials Science Forum, vol. 899, pp , (11) GELITA The Gelatine Group. Disponível em: < Acesso em: nov (12) SILVA, T. F; PENNA, A. L. B.. Colágeno: Características químicas e propriedades funcionais. Revista do Instituto Adolfo Lutz. São Paulo, v. 71, n. 3, (13) MENEZES, A. S; REMÉDIOS, C. M. R.; SASAKI, J. M.; SILVA, L. R. D.; GÓES, J. C.; JARDIM, P. M.; MIRANDA, M. A. R.. Sintering of nanoparticles of α-fe 2 O 3 using gelatin. Journal of Non-crystalline Solids, v. 353, p , (14) OLIVEIRA, R. M. P. B.. Síntese e Caracterização de Cerâmicas Nanométricas para Produção de Gás de Síntese f. Tese (Doutorado) - Curso de Ciência e 1394

12 Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, (15) OLIVEIRA, F. S.; PIMENTEL, P. M.; OLIVEIRA, R. M. P. B.; MELO, D. M. A.; MELO, M. A. F.. Effect of lanthanum replacement by strontium in lanthanum nickelate crystals synthetized using gelatin as organic precursor. Materials Letters, v. 64, n. 24, p , dez (16) MANGALARAJA R. V.; ANANTHAKUMAR S.; PAULRAJ M.; UMA K.; LÓPEZ M.; CAMURRI C. P.; AVILA R. E.. Electrical and thermal properties of 10 mol% Gd 3+ doped ceria electrolytes synthesized through citrate combustion technique. Processing And Application Of Ceramics, v. 3, n. 3, p , PROCESSING AND CHARACTERIZATION OF Ce1-xGdxO2-x/2 SYNTHESIZED BY THE GELATINE METHOD ABSTRACT In the present work, pure cerium oxide powder and doped with 10 and 20% of gadolinium were synthesized by the Sol protein gel method using gelatin as an organic precursor. At the end of the synthesis, a uniform polymer resin was formed, which was subsequently subjected to a pre-calcination at the temperature of 350 C, where partial decomposition of the polymer formed by obtaining the "puff". Then the properties of the post were evaluated by TG/DTG/DTA and XRD. From the results obtained by the thermal analysis it was possible to establish the calcined temperature of the ceramic powders at 600 C. Subsequently, 0.5% was added by weight of zinc oxide as a sintering additive for each formulation. The homogenization of the powders with the sintering additive was performed by high energy grinding in planetary mill. The X-ray diffratograms indicated the presence of the cubic structure of the fluorite type (spatial group Fm3m) and no additional spikes were observed concerning impurities or secondary phases in any of the compositions. The sample doped with 20% of Gd presented the highest temperature of oxides formation, indicating that the greater concentration of doping promotes the delay of the crystallization process. The results showed that the method used is capable of producing powders with high purity and crystallinity, besides making use of gelatin, a non-toxic and low-cost material. Keywords: Synthesis, Processing, Gelatin, Cerium Oxide. 1395