SUSTITUCIONES ISOMORFICAS (MG2+, FE2+,FE3+) EN PIROFILITA DELAMINADA

C. ROMINA LUNA; WALTER REIMERS; MARCELO AVENA; ALFREDO JUAN

Congreso; Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (XXII CAFQI), La Plata 2021; 2021

La pirofilita Al2Si4O10(OH)2 es un silicato dioctaédrico (ver Figura 1). En la naturaleza se observa que hay presentes sustituciones isomórficas en sus capas octaédrica y tetraédricas [1]. Las sustituciones más comunes son la de un Al2+ de los tetraedros por Mg2+, Fe2+ o Fe3+. En los últimos años se ha comenzado a estudiar las arcillas de manera delaminada, ya que mejoran algunas de sus propiedades respecto a las arcillas apiladas [2]. En este trabajo estudiamos, mediante cálculos basados en la teoría DFT implementada por el paquete VASP [3], el efecto de las tres sustituciones más comunes en pirofilita delaminada.Figura 1: Estructura utilizada de pirofilita delaminada Resultados En la Tabla 1 se presentan los resultados obtenidos. Se puede observar que el grosor de capa (dL) se incrementa con el radio iónico de los cationes que sustituyen el Al. Respecto al ancho de banda prohibida (Eg), se observa que las tres sustituciones estudiadas provocan una reducción respecto al valor de Eg de la pirofilita. Dicha reducción es más significativa para Fe2+ y Fe3+. Este comportamiento se debe a la aparición de nuevos estados electrónicos dentro de la zona prohibida. Finalmente, se nota, que tanto la pirofilita delaminada y ésta con sustitución isomórfica de Mg2+ no poseen comportamiento magnético; sin embargo, para Fe2+ y Fe3+ la arcilla delaminada pasa a tener un comportamiento paramagnético.Conclusiones Los resultados mostraron que los diferentes tipos de sustituciones isomórfica en la capa tetraédrica de la pirofilita delaminada producen cambios en las propiedades fisicoquímicas estudiadas. Esto es importante para el control en catalisis como en dispositivos de optoelectronica. Referencias1) Siguín, D., J. Mater. Sci., 1993, 10, 6163-61662) Zielke, R. C. Clay. Clay. Miner., 1988, 36, 403-4083) https://www.vasp.at/