Nanotubos de óxido de vanadio/n-amina: caracterización y estabilidad térmica

M. SALETA; C. LÓPEZ; M. GRANADA; G. URRETAVIZCAYA; H. TROIANI; S. RIBEIRO GUEVARA; R. SÁNCHEZ; M. MALTA; R. TORRESI

Buenos Aires

Congreso; VI Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2010

Asociación Argentina de Cristalografía

Los nanotubos (NT’s) de óxido de vanadio (VOx) han sido estudiado, desde finales de la década del noventa, por sus propiedades físico-químicas, que resultan aplicables como cátodos de baterías de Li [1] y sensores de gases [2]. Los NT’s de VOx, están conformados por capas alternadas de óxido de vanadio y de surfactante (n-amina). El surfactante actúa como esqueleto, otorgando dureza y rigidez a la estructura. La capa del óxido esta constituida por iones V en estado de oxidación 4+ y 5+. Se ha demostrado que la coexistencia de estas dos especies produce el enrollamiento del tubo [3]. La desventaja es que el V4+ reduce el rendimiento de los NT’s como cátodos de baterías de Li. En este trabajo se presentan resultados de NT’s sintetizados utilizando diferentes n-amina como surfactante (n = 4, 6, 8, 12, 14 y 16). Las muestras fueron sintetizadas por un proceso Sol-Gel seguido de un tratamiento hidrotérmico prolongado. Los NT’s obtenidos fueron caracterizados por microscopía electrónica de transmisión. Su composición fue analizada por activación neutrónica y su estructura fue estudiada por difracción de rayos-X. Se complementó su caracterización con experimentos de termogravimetría (TGA) e infra rojo (FTIR). Las propiedades magnéticas de los diferentes NT’s fue estudiada por resonancia paramagnética de espines (ESR) y susceptibilidad dc en función de la temperatura, cuantificando el contenido de V4+ presente. Realizando mediciones ESR en función de la temperatura (150K-475K) se detectaron dos anomalías en la intensidad de la línea ESR a 340K y 410K, sin poder recuperar la señal original al bajar la temperatura. Por último, se realizaron mediciones de calorimetría diferencial de barrido (DSC) donde claramente se observan las transiciones observadas por ESR. Las imágenes TEM de los NT’s, luego del tratamiento térmico confirman que las muestras mantienen su forma tubular. Los compuestos resultantes además fueron estudiados por difracción de rayos-X y FTIR, detectando un cambio en la intensidad de una banda asociada a la unión V-H2O, lo cual indicaría que las transiciones están relacionadas a la pérdida de aguas internas del NT. [1] M.E. Spahr, P.Stoschitzki-Bitterli, R.Nesper, O.Haas and P.Novak, J. Electrochem. Soc., 146 (1999) 2780 - 2783. [2] A.V. Grigorieva, A.B. Tarasov, E.A. Goodilin, S.M. Badalyan,M.N. Rumyantseva, A.M. Gaskov, A. Birknerc and Y and D. Tretyakova, Mendelev Comm. 18 (2008) 6 - 7. [3] L. I. Vera-Robles and A. Campero, J. Phys. Chem. C 112 (2008) 19930.