2024
Metodologias de Caracterização de Sólidos e Superfícies
Nome: Metodologias de Caracterização de Sólidos e Superfícies
Cód.: QUI13580D
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Química
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Os estudantes deverão adquirir conhecimentos fundamentais sobre metodologias e técnicas de análise envolvidas na caracterização de materiais. O seu conhecimento deverá ser repartido pelo leque de técnicas de caracterização estrutural e química mais utilizadas na atualidade, tanto no domínio da investigação como na indústria. Deverão ser capazes não só de compreender os fundamentos teóricos das diferentes técnicas, mas também de identificar vantagens, desvantagens e limitações de cada.
Adicionalmente, os estudantes devem compreender a teoria e metodologias subjacentes a sistemas auxiliares com destaque para sistemas de vácuo, e devem compreender a importância do rigor e serem capazes de encontrar, avaliar e aplicar normas de ASTM e ISO.
Adicionalmente, os estudantes devem compreender a teoria e metodologias subjacentes a sistemas auxiliares com destaque para sistemas de vácuo, e devem compreender a importância do rigor e serem capazes de encontrar, avaliar e aplicar normas de ASTM e ISO.
Conteúdos Programáticos
Componente teórica
Teoria, sistemas e equipamento de vácuo. Metodologias de adsorção. Picnometria de hélio. Porosimetria de mercúrio. Grupos funcionais, insaturação coordenativa, hidroxilação, acidez de Brønsted e de Lewis. Ponto isoelétrico e ponto de carga zero. Métodos não instrumentais para quantificação de centros superficiais. Microscopias (SEM, TEM, AFM, SFM). Técnicas envolvendo raios X (XRD, XRF, EDS, XANES, EXAFS, XPS, SAXS). Espectroscopias vibracionais (FTIR, Raman) e NMR. Análise térmica (TGA, DTG, TPD, DTA, DSC e STA).
Componente prática
Caracterização por diferentes técnicas de materiais preparados na unidade curricular de Síntese e Propriedades de Materiais Nanoporosos.
Teoria, sistemas e equipamento de vácuo. Metodologias de adsorção. Picnometria de hélio. Porosimetria de mercúrio. Grupos funcionais, insaturação coordenativa, hidroxilação, acidez de Brønsted e de Lewis. Ponto isoelétrico e ponto de carga zero. Métodos não instrumentais para quantificação de centros superficiais. Microscopias (SEM, TEM, AFM, SFM). Técnicas envolvendo raios X (XRD, XRF, EDS, XANES, EXAFS, XPS, SAXS). Espectroscopias vibracionais (FTIR, Raman) e NMR. Análise térmica (TGA, DTG, TPD, DTA, DSC e STA).
Componente prática
Caracterização por diferentes técnicas de materiais preparados na unidade curricular de Síntese e Propriedades de Materiais Nanoporosos.
Métodos de Ensino
O ensino dos conteúdos concretiza-se em aulas teóricas, que funcionam em regime modular, e em aulas laboratoriais. O processo de ensino/aprendizagem baseia-se no trabalho dos estudantes, apoiado em bibliografia e notas recolhidas durante as aulas e na pesquisa individual, e assenta em metodologias interativas, visando a participação ativa dos estudantes nas aulas, nomeadamente na discussão de questões e resolução de problemas. A componente prática funciona em articulação e complementaridade com a componente teórica, recorrendo ao planeamento e execução de trabalho laboratorial. Incentiva-se a componente de trabalho em grupo adicionalmente à de trabalho individual.
A avaliação é realizada através de uma prova de avaliação escrita (E) individual, e de avaliação de empenho e desempenho nas aulas laboratoriais e relatório (P). Este relatório deverá ser desenvolvido e engloba uma série de materiais e técnicas abordadas nas aulas teóricas. A nota final é dada por NF=0,4E+0,6P.
A avaliação é realizada através de uma prova de avaliação escrita (E) individual, e de avaliação de empenho e desempenho nas aulas laboratoriais e relatório (P). Este relatório deverá ser desenvolvido e engloba uma série de materiais e técnicas abordadas nas aulas teóricas. A nota final é dada por NF=0,4E+0,6P.
Bibliografia
Rouquerol, F., Rouquerol, J., Sing, K. S. W., Llewellyn, P., Maurin, G. (2014). Adsorption by powders and porous solids. (2nd ed.). London: Academic Press.
Gabbott, P. (2008). Principles and applications of thermal analysis. Oxford: Blackwell Publishing.
Ribeiro Carrott, M.M.L. (2008). Physisorption of gases by solids: fundamentals, theories and methods for the textural characterisation of catalysts. In Figueiredo, J. L., Pereira, M.M., Faria, J. (Eds.), Catalysis from theory to application an integrated course (pp. 83-105). Coimbra: Imprensa da Universidade de Coimbra & Sociedade Portuguesa de Química.
Flewitt, P.E.J., Wild, R. K. (2005). Physical methods for materials characterisation (2nd ed.). Bristol: CRC.
Klug, H. P., Alexander, L. E. (1974). X-ray diffraction procedures for polycrystalline and amorphous materials (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons.
Elementos bibliográficos específicos (artigos e Proceedings de congressos) serão indicados pelos docentes e pelos estudantes.
Gabbott, P. (2008). Principles and applications of thermal analysis. Oxford: Blackwell Publishing.
Ribeiro Carrott, M.M.L. (2008). Physisorption of gases by solids: fundamentals, theories and methods for the textural characterisation of catalysts. In Figueiredo, J. L., Pereira, M.M., Faria, J. (Eds.), Catalysis from theory to application an integrated course (pp. 83-105). Coimbra: Imprensa da Universidade de Coimbra & Sociedade Portuguesa de Química.
Flewitt, P.E.J., Wild, R. K. (2005). Physical methods for materials characterisation (2nd ed.). Bristol: CRC.
Klug, H. P., Alexander, L. E. (1974). X-ray diffraction procedures for polycrystalline and amorphous materials (2nd ed.). New York: John Wiley & Sons.
Elementos bibliográficos específicos (artigos e Proceedings de congressos) serão indicados pelos docentes e pelos estudantes.
