Thermal evolution of porous anodic aluminas: a comparative study

M. E. Mata Zamora, J. M. Saniger

Resumen


En este trabajo se presenta un estudio comparativo de la evolución térmica de las alúminas porosas anódicas sulfúrica, oxálica y fosfórica que evidencia diferencias importantes en sus propiedades físico-químicas no reportadas previamente. Las fórmulas empíricas calculadas a partir del análisis térmico de cada tipo de alúmina demuestran que la alúmina anódica sulfúrica tiene un contenido significativamente mayor que la oxálica y fosfórica en cuanto a especies aniónicas dopantes, grupos hidroxilos y oxigeno en exceso, lo que implica que esta alúmina anódica porosa debe tener un mayor carácter hidrofílico y mayor desorden estructural que sus contrapartes. Para los tres tipos de alúminas anódicas porosas en estudio, las fases cristalinas, conocidas genéricamente como alúminas de transición, se forman alrededor de los 900°C y la fase estable de α-alúmina se forma por encima de los 1200°C. Sin embargo, durante la evolución térmica, se observa un comportamiento de la alúmina fosfórica claramente diferenciable del de las alúminas sulfúricas y oxálicas. Para el caso de estas ultimas, la formación de las alúminas de transición ocurre de manera casi simultanea con la descomposición térmica de los sulfatos y oxalatos incorporados a la matriz de la alúmina que se liberan finalmente en forma de SO2 y CO2, mientras que para el caso de la alúmina fosfórica los fosfatos incorporados a la matriz no se descomponen térmicamente aun después de calentar las muestras a 1400°C, sino que se segregan de la matriz de alúmina formando una fase de AlPO4 que permanece junto con la fase mayoritaria de α-Al2O3. Los estudios por espectroscopia infrarroja muestran que los modos de coordinación de los sulfatos y oxalatos incorporados a la matriz de alúmina porosa comienzan a cambiar bastante antes de su descomposición térmica y liberación, mientras que en el caso de la alúmina fosfórica, se observan indicios del inicio de la formación del fosfato de aluminio de manera coincidente con la formación de las alúminas de transición.


Palabras clave


Alúmina anódica porosa; nanoestructuras; análisis térmico

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