Síntesis de matrices mesoporosas de zirconia por spray-drying

ALTIERI, TAMARA A.; LOMBARDO, M. V.; WOLOSIUK, A.

Encuentro; XXI Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2022

Los materiales mesoporosos presentan propiedades sumamente atractivas para ser empleados como matrices adsorbentes: elevadas áreas superficiales que permiten aumentar la eficiencia de contacto con la fase líquida, mayor capacidad de adsorción y menores tiempos de extracción. En particular, los materiales basados en zirconia (ZrO2) resaltan por su elevada resistencia a procesos de disolución por efectos térmicos y químicos con un amplio rango de estabilidad en el intervalo de pH 1-13.Se optimizaron las condiciones de síntesis de matrices mesoporosas de ZrO2 por el método de aerosol de secado por pulverización (spray-drying). Para esto, se empleó isopropóxido de zirconio como precursor metálico, Pluronic® F127 como agente porógeno, ácido acético glacial y acetil acetonato (ACAC), como agentes complejantes y moderadores de las reacciones de hidrólisis y condensación, y agua como reactivo y solvente de reacción. El ACAC permite reducir la reactividad de los alcóxidos metálicos mientras que la utilización de agua como solvente hace al proceso seguro, barato y amigable con el medio ambiente. Más aún, es posible alcanzar altas temperaturas necesarias para el secado, sin riesgos de ignición ni la necesidad de emplear un gas inerte [1]. La relación entre zirconio y agente porógeno es un punto importante a considerar ya que permite la interconexión de los poros internos en el material y su accesibilidad. Se evaluaron las relaciones [Zr]/[F127]=0,013 y 0,04. El primer paso consiste en la preparación de la solución precursora que contiene a los agentes antes mencionados. En el equipo de secado por pulverización tiene lugar la atomización de la misma en pequeñas gotitas dispersas en el interior un gas portador (aire). Luego, se induce térmicamente la evaporación del solvente de las gotas a una temperatura de 220 °C y la condensación del precursor metálico y agente porógeno para obtener partículas sólidas. Finalmente, las partículas son calcinadas para inducir la consolidación estructural del material y eliminar el Pluronic® F127 a 440 °C durante 6 horas en horno tubular.