Estudio estadístico de la incidencia de ciertas variables de síntesis sobre la cristalinidad y otras propiedades de hidrotalcitas Ni, Fe

Statistical study of the incidence of some synthesis variables on the crystallinity and other properties of Ni,Fe hydrotalcites like compounds

La investigación analiza la incidencia de las variables en la síntesis de hidrotalcitas de composición NiFe(CO₃) en sus características estructurales, asociada a los métodos de síntesis: radiación microondas y coprecipitación aplicando un diseño experimental factorial fraccionado 2^4-1. Las propiedades se comparan utilizando el factor de Fisher para establecer la influencia de las variables: relación molar entre metales, pH, tiempo de cristalización o radiación, y temperatura de precipitación. Los compuestos obtenidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX). Se estudiaron los parámetros de red distancia promedio entre cationes (a), distancia entre las láminas de brucita (c) y tamaño del cristal (ε). Desde el punto de vista estadístico al utilizar el método de síntesis por coprecipitación, la relación molar entre los metales afecta al parámetro a, mientras que la temperatura de precipitación afecta el valor de parámetro c. No se evidencian efectos de importancia para las variables estudiadas al emplear el método de radiación microondas para los parámetros de red y tamaño de cristal. Por tanto, el método de radiación por microondas es más versátil en las condiciones de síntesis no afectando las características de las hidrotalcitas obtenidas. Al comparar mediante un análisis de varianza el tamaño del cristal y los parámetros de red a y c obtenidos por ambos métodos no se encontró una diferencia significativa.

INTRODUCCIÓN

Las hidrotalcitas son hidróxidos dobles laminares (HDLs) que pertenecen al grupo de las arcillas aniónicas tipo brucita Mg(OH)₂, con sustitución parcial de algunos cationes con carga M³+ que gene ran un exceso de carga positiva que debe ser balanceada por la presencia de aniones y moléculas de agua. Estos aniones y las moléculas de agua se encuentran en el espacio interlaminar, conllevando a la siguiente fórmula química: [M²+_1-x M³+_x(OH)₂]^x+ [A^m-]_x/m∙nH₂O, donde: A es un anión de carga negativa m-, M²+ es el metal de carga bivalente; M³+ es el metal trivalente, x es la fracción molar: M³+/(M²++M³+), y n representa la máxima cantidad de agua [1-2].

Las hidrotalcitas han atraído notable atención por sus aplicaciones en muchas áreas de la química [3] debido a las diferentes combinaciones que pueden darse entre los cationes y aniones para conformar la capa de brucita que dan como resultado diferentes características de tipo estructural y fisicoquímicas como catalizadores, soporte de catalizadores, ciencia médica y adsorbentes. También reciben considerable atención por su capacidad de intercambio aniónico que las hacen competitivas en el campo tecnológico [1].