Síntesis sol-gel de óxido de SiO2 con agregado de nanopartículas de Co3O4

M.C. GARDEY MERINO; M. PALERMO; G. LASCALEA; P. VÁZQUEZ

Santiago de Chile, Chile

Congreso; 12° Congreso Binacional de Metalurgia y Materiales SAM/CONAMET 2012; 2012

El Co3O4 es utilizado como pigmento para pinturas empleadas en superficies selectivas para colectores solares, cuando estas superficies son sometidas a altas temperaturas cambian sus propiedades ópticas. Para solucionar este problema se intenta combinar al Co3O4 con otros óxidos, en este caso se uso SiO2. A partir de la síntesis de sol-gel se preparó SiO2 usando como precursor Tetraetilortosilicato (TEOS), usando catálisis ácida debil, donde se añadieron diferentes proporciones de nanopartículas de Co3O4. Los pigmentos de Co3O4 utilizados como reactivos fueron obtenidos mediante síntesis por combustión estequiométrica (Est.), con exceso de combustible (EC). Se usó ácido aspártico (ASP), lisina monoclorohidrato (LIS), ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y Trihidroximetilaminometano (TRIS) como combustibles. Los pigmentos son identificados como: Co3O4-ASP-Est, Co3O4-ASP-EC, Co3O4-LIS-Est, Co3O4-LIS-EC, Co3O4-EDTA-Est, Co3O4-EDTA-EC, Co3O4-TRIS-Est y Co3O4-TRIS-EC, para cada uno de los mencionados se obtuvieron geles con proporciones molares de Co3O4:SiO2 iguales a 1:1 y 2:1. Los geles obtenidos, luego de su secado a temperatura ambiente, fueron caracterizados mediante Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), y fotografías digitales. Una fotografía de uno de los geles obtenidos se muestra en la figura 1, donde se observan pigmentos negros de Co3O4 que no reaccionaron y cerámicos vítreos de color rosado. Durante la síntesis sol-gel, el TEOS y el etanol generan un medio propicio para una reacción redox que se evidencia en el color rosado proporcionado por los cationes cobalto. Es posible que las partículas más superficiales del Co3O4 añadido reaccione y forme silicatos de cobalto no estequiométricos. Mediante DRX se obtuvo para todos los geles sintetizados la fase cristalina cúbica centradas en las caras del Co3O4, ya que mayoritariamente se encuentran los óxidos de Co y Si en la estructura del sólido. Pero mediante micrografías SEM se observan partículas poligonales de Co3O4 unidas a otro material continuo que podrían ser de silicato de cobalto.