Síntesis, caracterización y estudio de las propiedades superficiales de la ferrita de Cobalto nanoparticulada

• Autor: Montes de Oca Avalos, Juan Manuel
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/1172
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/1172
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Ferrita de cobalto; Nanopartículas esféricas; Proceso Sol-Gel

El presente trabajo se centra en un método de obtener ferrita de cobalto en forma de nanopartículas esféricas a través del proceso sol gel. Además, se realizan estudios de caracterización morfológica y estructural (microscopía electrónica de transmisión, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y difracción de electrones), así como un estudio de las propiedades superficiales de dicho material, tales como el punto de carga cero (PZC), el número de sitios superficiales (Ns) y la densidad de carga superficial () como función del pH del medio. La ferrita de cobalto (CoFe2O4) fue preparada por el proceso sol gel usando bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como surfactante, utilizando el método de hidrólisis forzada de soluciones de Fe(II) y Co(II) en atmósfera inerte y posterior oxidación controlada de la especie Fe(II) por acción del ión nitrato en medio básico a 95°C. Se obtuvieron nanopartículas de tamaño medio 10.5nm con una distribución unimodal de partículas medidas por microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los análisis por espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) revelan que el surfactante no se ha quedado adherido a la superficie de las partículas luego de los procesos de lavado y el análisis por difracción de electrones confirma la estructura de la ferrita de cobalto en el óxido obtenido. La caracterización superficial del sólido se llevó a cabo usando el método de Davis, James y Leckie (modelo DJL) para determinar el número de sitios superficiales, la dependencia de la densidad de carga superficial con el pH y el PZC del CoFe2O4. Se obtuvieron gráficos de densidades de carga que concuerdan con los resultados mostrados en trabajos de Regazzoni y DJL, así como también para los valores del PZC y de los sitios superficiales. Además se evaluó la capacidad de intercambio iónico de la ferrita de cobalto en relación al ión Ca+2. Se obtuvieron curvas de la capacidad de intercambio vs el número de regeneraciones a dos valores de pH: 8.3 y 10. Se observa que la ferrita puede secuestrar 25 veces más que las resinas intercambiadoras comunes, sin embargo, posee la mitad de resistencia frente a la regeneración con solución de NaCl.