Nanopartículas de zirconia dispersas obtenidas utilizando microondas

Abstract

It is proposed through this research a route of hydrothermal synthesis assisted by a common microwave oven to obtain nano-particles of Zr(OH)4, which after a treatment transform into ZrO2, with a spherical morphology and a size distribution of a narrow particle; as these types of particles are sensitive to conventional heating methods. Likewise, a dispersant is used to obtain a better distribution of the particle. This process starts with the salt of ZrOCl2 (Zirconium Oxychloride) which is dissolved in an alcoholic solution and later the dispersant (HPC) is added, until the solution is completely uniform with the aid of a magnetic stirrer for a better distribution result. Subsequently certain aliquots are taken too little by little perform the hydrolysis in the microwave oven; where the molecules interact in two different ways. The first effect is over the molecular dipole; the most polar substances interact more strongly with the electrical field. The second effect is the ionic conduction; the electrical energy creates a field in which the ionic species migrate in a direction and another depending on the electrical field. The use of the microwave energy is an ingenious process which can be developed to offer labs the saving of time, energy, reagents and preparation costs. The result of the hydrolysis is a precipitation to which a series of rinsing are performed to remove the excess of ion Cl-. Subsequently dry it in a common oven and/or a high temperature oven to ignite the powder. This powder is used in catalysis, structural material, film and prosthesis.

En esta investigación se propone una ruta de síntesis hidrotérmica asistida por un equipo de microondas doméstico para obtener nanopartículas de Zr(OH)4 que después de un tratamiento térmico se transforma en ZrO2 con una morfología esférica en fase tetragonal y con una baja polidispersidad de tamaño. Esto es posible debido a que estos tipos de partículas son sensibles a calentamiento convencional. Donde con un dispersante se obtiene una mejor distribución de partícula. El proceso se inicia a partir de la sal de ZrOCl2 (Oxicloruro de zirconia) la cual es disuelta en una solución alcohólica y posteriormente se le agrega el dispersante (Hidroxipropilcelulosa) hasta quedar perfectamente uniforme la solución utilizando agitación magnética para un mejor resultado de distribución. Posteriormente se toman alícuotas para realizar la hidrólisis en el microondas; en el cuál las moléculas interactúan de dos maneras. El primer efecto es sobre la rotación del dipolo molecular; los compuestos más polares interactúan más fuertemente con el campo eléctrico. El segundo efecto es el de la conducción iónica; la energía eléctrica crea un campo donde las especies iónicas migran en una dirección y otra dependiendo del campo eléctrico. El uso de la energía de microondas es un proceso novedoso que puede desarrollarse ofreciendo a los laboratorios ahorro en tiempo, energía, reactivos y costos de preparación. Resultado de la hidrólisis es un precipitado al cual se le realizan varios lavados para quitar el exceso del ión Cl-. Posteriormente realizar un secado en un horno convencional y mufla calcinar los polvos. Estos polvos se utilizan en catálisis, material estructural, películas y prótesis.