SÍNTESIS DE Li2ZrO3 POR REACCIÓN DE ESTADO SÓLIDO. EFECTO DEL TIEMPO DE REACCIÓN Y DEL EXCESO DE Li2CO3.

JUAN PABLO YASNÓ GAVIRIA; MARÍA SUSANA CONCONI; NICOLAS M. RENDTORFF; ARNALDO VISINTIN; DGUSTAVO SUAREZ

Congreso; XIV Reunión Anual de la AACr . Buenos Aires - 2018; 2018

El zirconato de litio (Li2ZrO3) es un material cerámico de interés para la comunidad científica y la industria debido a sus potenciales aplicaciones en sorbentes sólidos para captura reversible de CO2 a alta temperatura, como electrolito en baterías de litio y en reactores nucleares [1,2]. Entre los diferentes métodos de síntesis que han sido implementados para obtener Li2ZrO3, el más usado es la reación en estado sólido entre ZrO2 y Li2CO3, debido a su simplicidad, bajo costo y reducida contaminación ambiental. Normalmente este tipo de reacción requiere de elevados tiempos de reacción en alta temperatura (850-1200 °C), lo que resulta en productos con tamaños de partícula grandes (>1µm) [3]. El objetivo de este trabajo fué estudiar el efecto del tiempo de reacción en la obtención de Li2ZrO3 puro usando la reacción de estado sólido convencional. Con ese propósito fueron usadas diferentes relaciones estequiométricas de ZrO2 y Li2CO3 (1:1 y 1:1.05 M, respectivamente), las cuales fueron homogeneizadas en alcohol etílico (‎C2H5OH) usando un molino de bolas. Una vez secadas en una estufa a 110 °C, las mezclas fueron tratadas térmicamente a 1000 °C durante diferentes tiempos de reacción (0-12 h). Los productos obtenidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X y analizados mediante el método Rietveld. Los resultados obtenidos permitieron observar que en las condiciones estudiadas solo fué posible obtener Li2ZrO3 monoclínico puro (m-Li2ZrO3) a 1000 °C/12 h usando una relación estequiométrica ZrO2:Li2CO3 de 1:1:05 M. El incremento del tiempo de reacción favoreció la formación y cristalización de la fase Li2ZrO3. y el exceso del 5% de Li2CO3 fué necesario para garantizar la pureza del producto final, ya que permitió compensar las pérdidas de Li por volatilización de Li2O(g) durante la reacción.