Resumen de Obtención de nanopartículas oxídicas, metálicas y aleaciones en sistemas jerárquicos en base sepiolita para aplicaciones multifuncionales
El presente proyecto de Tesis Doctoral pretende ser una investigación sobre un nuevo método de obtención de nanopartículas metálicas y oxídicas fácilmente escalable a nivel industrial utilizando las peculiares propiedades de la sepiolita como matriz, así como de las características de estos materiales inherentes al carácter nanoestructurado.
El empleo de nanopartículas, debido a las inusuales características que presentan, está suponiendo una revolución en las tecnologías modernas. La posibilidad de disminuir el tamaño de las partículas hasta la escala nanométrica, da la oportunidad de fabricar materiales que mejoran notablemente las características de los actuales. Sin embargo, el desarrollo de estos nuevos dispositivos se ha visto limitado debido a la falta de una disponibilidad de nanopartículas en cantidades a escala industrial.
En esta tesis se utilizará una ruta de preparación de materiales nanoestructurados, consistente en la formación ¿in situ¿ de nanopartículas (np) metálicas, óxidos metálicos, aleaciones o dobles deposiciones de metales a partir de diferentes precursores, en una matriz de sepiolita. Posteriormente, mediante un tratamiento térmico en atmósfera controlada se obtendrán las correspondientes nanopartículas. y estas se obtendrán soportadas o embebidas en la sepiolita en función de las condiciones del proceso y de la aplicación requerida.
La caracterización analítica, estructural y morfológica de los materiales empleados como precursores y las matrices, así como de los productos obtenidos en las síntesis se realizará mediante la aplicación de diversas técnicas instrumentales como la difracción de rayos x, las espectroscopias infrarroja, y fotoelectrónica de rayos x (XPS), microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido (MEB), microscopia de calefacción, microscopía electrónica de transmisión (MET) y de alta resolución. Se empleará la espectrofotometría UV-Visible para obtener el espectro óptico de las muestras, para el seguimiento de la reacción fotocatalítica de nanopartículas de TiO2, SnO2, CeO2, ZnO y TiO2/SnO2 para la descomposición de un colorante orgánico y para cuantificar la opacidad y la estructura de esmaltes cerámicos. Por último, se utilizará un indentador para cuantificar la dureza Vickers y la tenacidad, y un perfilómetro para obtener la perdida de volumen en un ensayo tribológico.
La Tesis Doctoral va a consistir principalmente, en tres etapas. En una primera etapa se procederá a la preparación de las muestras de sepiolita con nanopartículas metálicas, oxídicas o dobles deposiciones, calculando el grado de lixiviación óptimo de los cationes magnesio de la sepiolita durante el proceso de síntesis. Los productos obtenidos se caracterizarán mediante las técnicas anteriores. En una segunda etapa, se realizará un estudio del efecto del aumento de la concentración de nanopartículas, y de la estabilidad de las fases de distintos óxidos. Por último, la tercera etapa consistirá en la utilización de estas nanopartículas obtenidas para aplicaciones multifuncionales:
¿ Ópticas: Por un lado se va a realizar el plasmón de superficie de aleaciones, del paladio y de un esmalte que posee un brillo metalizado generado por la deposición de nanopartículas de metal de Cu y Fe. Por el otro lado se va a estudiar la opacidad de una fase vítrea introduciendo nanopartículas de ZrSiO4 como opacificante.
¿ Mecánicas y tribológicas: se van a introducir en una matriz vítrea nanopartículas de ZrO2 para estudiar la dureza Vickers, la tenacidad y la resistencia al desgaste.
¿ Fotocatalíticas: Se va a realizar un ensayo de degradación de un colorante orgánico mediante fotocatálisis utilizando nanopartículas de TiO2 calcinada a distintas temperaturas, ZnO2, SnO2, CeO2 y la mezcla de SnO2/TiO2.
