Obtención de pseudoboehmita mediante el método de sol-gel empleando dos catalizadores diferentes

Pseudoboehmite obtention via sol-gel with two different catalyst

El monohidróxido de aluminio, más conocido como pseudoboehmita (AlOOH) se obtuvo por el método sol-gel, mediante la reacción entre aluminio y alcohol isopropílico para producir isopropóxido de aluminio; empleando dos catalizadores diferentes, yoduro de mercurio y yodo sublimado. La investigación estuvo encaminada a analizar si el tiempo de envejecimiento y el tipo de catalizador empleado en la obtención del isopropóxido de aluminio, tienen algún efecto en las características texturales del sólido (área superficial, tamaño y volumen de poro), finalmente obtenido, y con ello realizar un estudio ambiental comparativo de las dos rutas de síntesis del alcóxido de aluminio, con el fin de conocer la cantidad de residuos producidos por cada uno de los catalizadores y así poder establecer cuál de los dos es más amigable con el ambiente. Para este propósito se utilizó el paquete de simulación Green Chemistry Expert System.

INTRODUCCIÓN

Las industrias químicas en la actualidad están innovando día a día sus procesos, con el fin de ser más competentes en el mercado, de cumplir con las leyes ambientales o simplemente para modernizarse como empresa, es  por esto que  se necesitan nuevos y mejores materiales, con determinadas características, capaces de cumplir con los requerimientos de dichos procesos; los cerámicos de aluminio son algunos de estos materiales.

En la actualidad las alúminas se producen por tres métodos: el primero de ellos es el conocido proceso Bayer, en el cual, el hidróxido de aluminio (con impurezas), es mezclado con hidróxido de sodio con el fin de hacer precipitar las impurezas y obtener el hidróxido de aluminio puro [1,2, 3, 4].

En el proceso Bayer las condiciones de operación, en cuanto a temperatura y presión, son altas, haciendo que este proceso sea más difícil de controlar y por ende más costoso. Además la alúmina final que se obtiene por este método no es totalmente pura, ya que posee residuos de Na₂O, CaO, SiO₂, MgO, Fe₂O₃, entre otros; lo cual puede afectar propiedades finales del cerámico como la densidad [7].

Un segundo método para obtener la pseudoboehmita, consiste en  una  desulfatación  al sulfato de aluminio comercial, utilizando como solvente amoníaco, método desarrollado por R. Trejo (1997) [5, 6].

Existen algunos inconvenientes en las síntesis por estos dos métodos, ya que requieren de controles extremos, debido a que los productos obtenidos en las reacciones y en la activación difieren considerablemente en la estructura cristalina obtenida, lo cual influye en el área superficial de la pseudoboehmita [6].

El tercer método es la técnica del sol-gel, que consiste en producir un sol (suspensión coloidal) y del secado del mismo obtener un gel para su posterior tratamiento térmico [8]. El sol-gel utiliza diferentes rutas para obtener el cerámico deseado, y actualmente se han realizados investigaciones para la producción de numerosos óxidos como lo son los de vanadio, titanio, hierro, silicio entre otros, con este método [9,  10, 11, 12, 13].

El método sol-gel, al presentar condiciones moderadas de reacción, posee varias ventajas sobre los otros métodos, además de que permite obtener óxidos de diversas estructuras y propiedades, como membranas, películas densas, aerogeles entre otros [8].