Síntesis por combustión de óxidos de Cr, Cu, y Mn para pinturas de calefones solares

M. RODRIGUEZ; P. VAZQUÉZ; V. PALERMO; M.C. GARDEY MERINO; A. BORDÓN; S. LASSA

Encuentro; Noveno Encuentro de Investigadores y Docentes de Ingeniería; 2017

. Los óxidos compuestos por metales de transición presentan una alta absorción en todo el espectro debido en parte, a que en estos metales existen numerosas transiciones electrónicas de spin permitidas dados sus orbitales d parcialmente ocupados. Es por esto que se utilizan como pigmentos de superficies selectivas para colectores solares. Óxidos de Cr, Cu y Mn han sido obtenidos mediante síntesis gel-combustión después de calcinar por 1h a 500°C, también mediante reacciones de estado sólido con tratamientos térmicos largos y costosos. Se propone en el presente trabajo la obtención del óxido mixto de Cobre, Cromo y Manganeso (CuCrMnO4) mediante síntesis por combustión de un solo paso utilizando un combustible novedoso como lo es el ácido aspártico (Asp). Además, se proponen tres relaciones diferentes entre combustible y comburente: relación estequiométrica, y con exceso de combustible (dos y tres veces la relación estequiométrica). Se plantea la siguiente hipótesis: es posible obtener la estructura cristalina del CrCuMnO4 en las cenizas obtenidas directamente de la combustión, sin necesidad de calcinaciones posteriores para las síntesis llevadas a cabo con exceso de combustible dado que la temperatura podría ser mayor en comparación con la síntesis estequiométrica, formándose de esta manera las estructuras deseadas. Las cenizas obtenidas de la combustión se calcinaron a 500 °C durante dos horas. Luego los polvos obtenidos y las cenizas se caracterizaron mediante Difracción de Rayos X (DRX), para observar la evolución estructural y mediante Microscopía Electrónica de Barrido (TEM) para observar la forma y el tamaño de partícula. Los primeros resultados nos muestran que en todas las muestras calcinadas a 500°C se observa la estructura cristalina de la espinela CrCuMnO4 mientras que en las cenizas sólo se observa para aquellas obtenidas con exceso de combustible con dos y tres veces la relación estequiométrica. Entonces se logró demostrar la veracidad de la hipótesis. El tamaño aproximado de partícula de acuerdo a lo observado por TEM tuvo una gran distribución y fue de orden nano-métrico entre 20 y 100nm. Próximamente se continuarán estudiando otras propiedades del óxido para confirmar su aplicación en superficies selectivas para calefones solares.