Síntesis de membranas de óxido de aluminio anódico

KRAMER, G.R.; BRUERA, F.A.; SADAÑOSKI, M.A.; VELÁZQUEZ, J.E.; ZAPATA, P.D.; ARES, A.E.

Posadas

Jornada; 3as Jornadas Científicas Instituto de Materiales de Misiones CONICET-UNaM; 2021

Instituto de Materiales de Misiones, Universidad Nacional de Misiones

El óxido de aluminio nanoporoso es un material tecnológicamente novedoso y versátil dadas susmúltiples aplicaciones en catálisis, generación de energía, separación molecular, síntesis denanomateriales, desarrollo de sensores y biomateriales. Las películas de óxido de aluminio anódico(OAA), con distintas configuraciones morfológicas, pueden sintetizarse mediante la oxidaciónanódica del aluminio, utilizando electrolitos compuestos de ácidos polipróticos, a diferentestemperaturas, voltajes y tiempos de anodización. Estos recubrimientos están conformados por unacapa de óxido compacta en contacto con el sustrato y una capa porosa superpuesta con unaconfiguración hexagonal de poros auto-organizados. La separación de la película de óxido del sustrato y la eliminación de la capa barrera son etapas necesarias para la fabricación de membranas con poros totalmente abiertos. El estudio de los métodos de síntesis de membranas de OAA ha ganado especial interés actualmente, debido a los costos relativamente altos de adquisición y las características morfológicas limitadas de las membranas comerciales. Por lo tanto, en este trabajo se evalúa la aplicación de dos posibles mecanismos de síntesis de membranas de OAA, la disolución del sustrato en medio ácido y la separación electroquímica, con el objetivo de seleccionar el método más eficiente para lograr membranas con diferentes morfologías y de bajo costo. Para la síntesis de las nanoestructuras se preparó superficialmente el sustrato AA 1050 mediante las etapas sucesivas de desbaste, pulido, electropulido y ataque químico. Se realizaron anodizaciones de un solo paso durante 2,5 h, a 30 y 40 V en solución 0,3 M de ácido oxálico, a 40 °C. La disolución del sustrato consistió en hacer reaccionar el aluminio con una solución 0,1 M de CuCl2 y 7% m/m de HCl, protegiendo el óxido con un adhesivo aislante. Por otro lado, la separación electroquímica se realizó aplicando un voltaje constante de 15 V por encima del voltaje de anodización durante 3 segundos, en solución 70% m/m de HClO4. Una vez separado el óxido del soporte, en ambos métodos se realizó la apertura de los poros con una solución 5% m/m de H3PO4, a 35°C durante 15 min. La determinación de los parámetros morfológicos se realizó mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Se encontró que el método más eficiente para sintetizar membranas de OAA con diferentes morfologías y poros totalmente abiertos fue el electroquímico, reduciéndose los tiempos y uso derecursos comparativamente con el método de disolución ácida del sustrato.