Um estudo abrangente de RMN em estado sólido e modelagem teórica para revelar a evolução estrutural do hidróxido de itérnio em camadas durante a calcinagem

Os hidróxidos de terras raras em camadas (LTRCs) são uma nova família de hidróxidos metálicos em camadas que podem ser trocados por íons, com extensas aplicações em várias áreas devido às propriedades únicas dos cátions de terras raras na estrutura em camadas e à capacidade de troca aniónica. A transformação de hidróxidos metálicos em camadas em novas fases em camadas que podem ser restauradas através do efeito de memória é crítica para sua química e aplicações. No entanto, os detalhes estruturais dessas novas fases, como os ambientes de coordenação dos cátions de terras raras / contra-íons e sua evolução em função da temperatura de calcinagem, permanecem pouco claros até o momento. Aqui, uma abordagem abrangente de RMN de estado sólido 89Y/35Cl (ssNMR) e modelagem teórica foi utilizada para revelar a evolução estrutural de um LTRC representativo, nomeadamente LYH-Cl, durante a calcinagem. Primeiro, identificamos produtos de decomposição parcial de Y3O(OH)5Cl2 e Y(OH)3 durante a fase de desidratação, depois descobrimos a remoção preferencial de íons hidróxido em locais de itérnio coordenados com cloro durante a fase de desidroxilação e, finalmente, determinamos a remoção preferencial de cloro exposto na superfície das camadas durante a fase de descloração. Os ambientes de coordenação de Y3+ e Cl− sofrem mudanças significativas durante a calcinagem, reveladas por experimentos de ssNMR. Esses achados, portanto, nos ajudam a superar os obstáculos que impedem o design e síntese racionais de materiais funcionais à base de LTRC via efeito de memória, destacando o vasto potencial do ssNMR em aprofundar a compreensão dos hidróxidos metálicos em camadas e materiais relacionados.