Caracterización por SEM, HT-XRD y DSC de los electrodos de Cu obtenidos por combinación de manufactura aditiva por Impresión 3-D durante la reacción de electro-reducción de Sr 2+

F. CORNACCHIULO; A.AVALOS; M.D.L.A. CANGIANO; M.R. ESQUIVEL

Ciudad de Buenos Aires

Congreso; CaracterizAR 2020; 2020

IQUIMEFA- UBA

La captura de estroncio es de interésnuclear y de las ciencias de la salud, ya que como radioisótopo (90Sr)o como ion Sr+2 debe ser removido de los volúmenes acuosos en losque se encuentra por losriesgos que representa su contacto o ingesta para lasalud humana. La captura puede realizarse por electro-reducción enmedio acuoso.  Por ello es de gran interés, lacaracterización multi-técnica de electrodos de Cu obtenidos por manufacturaaditiva por impresión 3-D. La caracterización es realizada para analizar la evoluciónmorfológica y microestructural de los mismos a fin de determinar las etapas dereacción durante la reducción de Sr +2. Los moldes producidos por manufacturaaditiva y los electrodos producidos por compresión y tratamiento térmico enAr/H2 a 700 °C,  son caracterizados pordifracción de rayos X de alta temperatura (HT-XRD, PANalyticalEmpyrean asociado a una Cámara ANTON PAAR HT 1200 K). La técnica es utilizada para determinarlas estructuras presentes en el molde de conformado de ácido poliláctico (PLA).Para estudiar la morfología y fases presentes en los productos se utilizan lastécnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM, FEI INSPECT S50) y sustécnicas asociadas y por calorimetría diferencial de barrido (DSC, TAInstruments 2910). La caracterización de los parámetros de reacción se realizómediante el seguimiento automatizado por equipo multiparamétrico (pH, ODS, conductividad,temperatura) en función del tiempo. La Figura 1a muestra una imagen de SEMobtenida en modo emisivo (FEI-INSCPECT S50) del cátodo de Cu luego de 5 min dereacción. En dicha figura se observan tres morfologías diferentes. La primeraes una estrella indicada por una flecha roja. La segunda es una distribución departículas de tamaños cercanos a los 10 mm y la tercera es una placa. En la Figura1 b, se presenta el diagrama de asignación de píxeles correspondiente a lamisma región de interés para el mapeo composicional por EDS (EDAX OCTANE PRO). Enla Figura 1c se muestra el mapeo composicional de la imagen 1a. El colorgris-azulado corresponde a la señal L de Sr mientras que el color verde a la señalK de Cu. Figura 1. a. Imagen SEM. b. Asignación de píxeles(100% asignado). c. Mapeo composicional por EDS La reacción afecta morfológicamente los electrodos yproduce la deposición de Sr. La morfología de crecimiento está inducida por elcambio de pH (de 7 a 12) y por la evolución simultánea de H2(g) enel mismo sitio. En esa misma Figura, se muestra la morfología inicial,consistente en partículas semiesferoidales, del electrodo de Cu. A medida quela reacción progresa el Cu es morfológicamente afectado conformando chapas. Elcambio de morfología también se produce en el ánodo debido a la evolución de O2(g).La reacción se detiene a medida que el volumen del cátodo se cubre de Sr y lageneración de (OH-) en el ánodo se agota. Este proceso muestra quela captura del ion es factible y que los productos de reacción (H2,O2) no son ambientalmente nocivos.  Palabras Clave: SEM, XRD, DSC, Impresión 3-D,  Referencias yagradecimientos: Seagradece a CNEA por el financiamiento de las becas de F. Cornacchiulo y A.Ávalos (Instituto Sábato-UNSAM) . Se agradece a Universidad Nacional delComahue (PI-B202) por financiamiento parcial.