Propiedades estructurales de los hidróxidos de doble capa y de sus óxidos – influencia del cobre -

CRIVELLO M.E., PÉREZ, C.F., EIMER, G.A., MENDIETA S.N., CASUSCELLI S.G., PONCIO, C.E., HERRERO E.R.

La Plata

Congreso; 90a Reunión Nacional de Física; 2005

Asociación Física Argentina

Los hidróxidos de doble capa (HDC) constituye una clase especial de materiales inorgánicos, los cuales tienen potenciales aplicaciones en medicina, intercambiadores iónicos y especialmente como catalizadores o soportes catalíticos. Dichos materiales forman óxidos mixtos luego de su calcinación. La estructura de las HDC es similar a la brucita, Mg(OH)2, con iones M+2 ocupando los centros de un octaedro, formando capas superpuestas unidas por puente hidrógeno. En las HDC algunos iones M+2 son sustituidos por cationes trivalentes lo que produce una deficiencia de carga, la misma es neutralizada por aniones en la región de la intercapa, en dicha región también se encuentra el agua de cristalización. La fórmula general de estos compuestos es: [M+2(1-x) M+3x (OH)2]x+ [An-x/n mH2O]x-. Donde los cationes M+2 utilizados pueden ser: Mg, Cu, Zn, Ni, etc. mientras que el catión M+3 Al, Cr, Fe, Ga, Mn, etc. Los aniones de la intercapa  pueden ser: CO3-2, SO4-2, F-, Cl-, NO3-, heteropolianiones, orgánicos o complejos aniónicos. Luego de la calcinación a 450ºC sufren una descomposición térmica formándose una mezcla homogénea de óxidos. Los cambios estructurales fueron estudiados por DRX, ATD, TG, espectroscopia de UV-VIS y de fotoelectrón de rayos X. El área superficial específica fue determinada en todas las muestras. Hidróxidos de doble capa, con diferentes relaciones de M+3/ M+3+(Cu+M2)+2 (M=Al o Cr y M2=Mg o Zn), fueron sintetizados por el método de coprecipitación. Por XPS en las muestras calcinadas que contenían cromo como catión +3 se detectó Cu+2 como CuO y en estructura tipo espinela (CuCr2O4). Mientras que en las reducidas se detectó Cuº y cobre sin reducir, lográndose una mayor cantidad del primero a medida que aumenta la cantidad de magnesio en la muestra. En las muestras calcinadas que contenían aluminio se detectó Cu+2 en estructura tipo espinela (CuAl2O4) y como CuO. Mientras que en las reducidas se detectó Cuº y cobre sin reducir como Cu+2 y Cu+. Se observó por reflectancia difusa que en los precursores de cromo como de aluminio, éstos se encuentran formando un octaedro, en los precursores con aluminio se observó que el cobre se encuentra formando especies tipo cluster o bulk, salvo en aquellas con exceso, en las cuales se detectaron especies tipo espinela. Por DRX se observó baja cristalinidad en los precursores con cromo, esta aumenta cuando las muestras son calcinadas. El área superficial y el efecto memoria de las muestras también están relacionadas con el contenido de cobre de las mismas. En las muestras con aluminio se observó un mayor ordenamiento en aqullas que contienen una relación Cu+2/M+2 £ 1, conjuntamente con una relación de M+3/M+3+M+2 de aproximadamente 0,33,  en cuyo caso no se detectaron otras especies.