ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE MATERIALES HÍBRIDOS NANOESTRUCTURADOS DE SÍLICE

LOMBARDO, M. V.; REGAZZONI, A.E.; WOLOSIUK, A.

Encuentro; Nano2020 - XX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2020

La versatilidad de las plataformas de SiO2 se basa en su fácil modificación química superficial empleando organoalcoxisilanos (Si(OR)4). Sin embargo, un punto a veces olvidado, es la estabilidad de los grupos funcionales anclados en la superficie de los materiales híbridos bajo condiciones de operación reales.En este trabajo presentamos un estudio temporal, sobre la estabilidad frente a la hidrólisis de grupos mercaptosuccinico (CH3O)3Si(CH2)2SCH2(COOH)(CH2COOH) anclados en la superficie de SBA-15 (SBA-MSA)1. Para realizar este estudio se prepararon suspensiones de SBA-MSA, en distintas condiciones de envejecimiento del polvo seco (a temperatura ambiente y a 60 °C). Posteriormente se evaluó la hidrólisis de los grupos anclados a 85 °C en agua. El proceso de ruptura de enlaces superficiales se analizó siguiendo la presencia en el sobrenadante de S y del Si por fluorescencia de rayos x por reflexión total.El envejecimiento prolongado del material mostró un aumento de la estabilidad de las funciones ancladas. En particular, luego de 382 días de envejecimiento se observó una pérdida del 16% de la funciones mientras que el material envejecido en las mismas condiciones durante 44 días perdió el 28%,.Por otro lado se estudió la pérdida de MSA del material con mayor tiempo de envejecimiento en agua pura y en HCl 0.1 M a 85 °C. A tiempos cortos (< 5 min) y pH ácido, la relación Si/S en el sobrenadante es menor a 1, sugiriendo que se produce la hidrólisis de la unión tioeter del grupo funcional. Sin embargo, luego de 300 minutos a 85 °C esta relación asciende a 1.8, tanto en agua pura como en HCl 0.1 M. Esto sugiere una ruptura específica del enlace del organosilano con la superficie y una pérdida poco significativa de sílice de la matriz. Simultáneamente, datos de DRX muestran que la mesoestructura se conserva a pesar del notorio proceso de hidrólisis y pérdida de funciones químicas observada.