Caracterización de nanocomposites formados por óxidos para aplicaciones ambientales y en energías limpias

SERGIO A. OBREGÓN; PABLO OROSCO; MANUEL W. OJEDA; JORGE A. GONZALEZ

Bariloche

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados ?NANO-2017; 2017

Centro Atómico Bariloche

La demanda de nuevos compuestos que puedan aplicarse, con pequeñas variaciones en los parámetros de síntesis, a diferentes procesos de generación de energía implica la necesidad de simplificar los métodos de fabricación, ya sea para disminuir el consumo de recursos como en la generación de residuos y, dado el caso, que estos últimos puedan ser reutilizados. Este principio representa hoy el pilar de muchas investigaciones relacionadas a la adecuación de nanomateriales destinados a la generación de energías limpias.En este sentido, este trabajo se centra en la caracterización de nanocomposites obtenidos mediante la descomposición térmica y oxidación controlada de intermetálicos tipo AB5 (LaNi5). Para ello, se realizó un estudio comparativo de las fases presentes luego de la descomposición térmica de intermetálicos de composición MmNi5-xAlx, con x= 0,2; 0,26; 0,6; 0,7 y Mm = (Mischmetal) = La0,25Ce0,52Nd0,17Pr0,06, obtenidos mediante molienda reactiva [1]. Las muestras fueron tratadas térmicamente en aire a 1400 °C en atmósfera oxidante a fin de lograr la descomposición total del intermetálico. La estructura y microestructura de las fases obtenidas fueron analizadas por Difracción de Rayos X (XRD). La morfología y el análisis de hábito y forma se realizaron por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM). Los difractogramas fueron ajustados mediante análisis Rietveld. Los resultados muestran la existencia de al menos 3 fases: MmO2 (Fm3m, a=5,450 ± 0,005 Å), NiO (Fm3m, a=4,177 ± 0,005 Å), MmAlO3 (R -3c a=5,35 ± 0,05 Å, c=13,05 ± 0,05 Å). Mediante mediciones de DSC y TG se observó que ambos óxidos se forman en procesos paralelo/serie. El MmO2 se produce a bajas temperaturas (T400°C y su cinética es 2 órdenes de magnitud más lenta que la del MmO2. La morfología de las partículas obtenidas presenta características bien definidas asociadas a la cinética de nucleación y crecimiento de las mismas. En el caso del NiO, se observan partículas facetadas indicativas del dominio del proceso de crecimiento de grano. En el caso del MmO2, se puede detectar que las mismas se corresponden con partículas un orden de magnitud menor y de forma redondeada, las cuales concuerdan con un proceso dominado por la nucleación del grano. Este conjunto afecta las características del composite en función de la temperatura a la cual se produce y las propiedades manométricas y estructurales de las partículas. La variación de los parámetros de celda de MmAlO3 se corresponde con una mezcla de dos fases de igual grupo espacial con diferentes parámetros de celda [2]. El mayor contenido de Al favorece la formación de fases secundarias no deseadas en el composite.