Caracterización por microscopías TEM y SEM de reactivos, etapas de síntesis y productos de reacción en composites óxido-metal

A.AVALOS; E.ZELAYA; M.R. ESQUIVEL

La Falda, Córdoba, Argentina

Congreso; 5to Congreso Argentino de Microscopía SAMIC 2018; 2018

Laboratorio LAMARX Universidad Nacional de Cordoba

Introducción:Loscomposites basados en CeO2-NiO/Ni pueden ser usados en aplicacionesenergéticas y ambientales. Una forma alternativa para su producción es lamolienda reactiva combinada con asistencia por temperatura. Este proceso permiteobtener mezclas íntimas transformables en composites con estructurascristalinas compatibles con las aplicaciones deseadas.    Objetivos: Elobjetivo de este trabajo es sintetizar por molienda reactiva asistida portemperatura, composites basados en CeO2-NiO-Ni a partir de mezclasLaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06-3Niutilizando como método principal de caracterización las técnicas de microscopíaelectrónica de transmisión (TEM) y microscopía electrónica de barrido (SEM) y unade sus técnicas instrumentales asociadas, espectroscopía dispersiva en energías(EDS). Procedimientoexperimental:Seprocesaron por molienda reactiva (Retsch 100), mezclas LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06-3Nien atmósfera de N2(g) por 360 min. Lasmezclas fueron luego tratadas a 1400 °C en atmósfera de aire y Ar/H2.  La nanoestructura, microestructura,morfología y composición elemental de reactivos, intermediarios y productosfueron caracterizadas por microscopía electrónica de transmisión (TEM- FEI-TECNAI F20 G2 operado a 200 kV), por microscopia de barrido (SEM -FEI-NovaNanoSEM 230 y FEI-INSPECT S50) y difracción de rayos X (XRD- PANalyticalEmpyrean). Resultadosrelevantes:Enla Figura 1 a y b se muestran patrones de difracción para partículas de lamuestra molida 360 min en N2(g). El patrón de difracción de áreaselecta de la Figura 1 a fue tomado a una partícula con una composición de 85%de Ni de acuerdo a los datos obtenidos por EDS. Los anillos fueron indexadosconsistentemente con la presencia de una fase  similar a LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06(Fm3m) de parámetro de celda a= 3.524(5) Å determinado por XRD. Entre los anillos indexados, marcados conlíneas rojas, se pueden ver anillos correspondientes a estructuras noidentificadas. El patrón de anillos de la Figura 1.b fue indexadoconsistentemente con los de una estructura LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06 (Fm3m),de parámetro de celda a = 5.479(5) Ådeterminado por XRD,  a partir de unapartícula con composición en Ni despreciable, dentrodel error experimental de la técnica. En la Figura 1 c y 1d , se muestran lasmicrografías de campo claro y campo oscuro de una partícula identificada en laetapa inicial de molienda. La primera, revela una aglomeración superior a los300 nm con partículas distribuidas entre 10 y 25 nm. La segunda imagen muestradominios cristalinos no superiores a los 15 nm.  Esta caracterización de la nano-estructura,acompañada de los resultados obtenidos por SEM y EDS indica que la muestra esuna mezcla íntima de sus constituyentes. Esto es ventajoso, porque cuando lamuestra es tratada térmicamente en aire, dicha propiedad se conserva y seobservan claramente las morfologías y desarrollos cristalinos compatibles conel hábito y forma de  LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2-NiO-Nipertenecientes al grupo espacial Fm3m. Esta evolución, favorece claramentela formación de puntos triples y superficies funcionalizadas para lainteracción catalítica con Ni y la resistencia estructural suministradapor  LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2.   ConclusionesEneste trabajo, se caracterizaron la morfología, nanoestructura y microestructurade composites óxido-metal basados en  LaO.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06-3Ni  por microscopía TEM y SEM. Se identificaronestas propiedades para los reactivos, etapas de formación y productos lo quepermite funcionalizar las muestras hacia las aplicaciones seleccionadas.    Agradecimientos:  Se agradece a UNCo (PI-B202) y ANPCyT (PICTN° 1641-2015) por financiamiento parcial.