sol-gel


MATERIA: Química Inorgánica

TRIMESTRE: 14P

PROFESORA: Iris Natzielly Serratos Álvarez

PRACTICA: 1

TÍTULO: Síntesis de Vidrios de SiO2 Dopados con Cationes Por el Método Sol-Gel

INTEGRANTES: Rivera Rivero Brianda Andrea
Luna Jacinto Raúl Eduardo
Manuel Alejandro Ortega Morales
Arturo PlataMaldonado







ANTECEDENTES
En los procesos sol-gel se parte de los alcóxidos metálicos. La primera síntesis sol-gel apareció publicada en 1846 y presenta la descomposición de esteres ácidos silícicos en presencia de agua, y la regeneración del alcohol y ácido silícico para producir un gel. Tuvo que pasar casi un siglo hasta que en los años 30 se vio que los alcóxidos podían ser utilizadospara la preparación de los óxidos. Los recubrimientos sol-gel por inmersión se mencionan en una patente en 1939 y se siguen aportando películas de óxidos simples hasta los 60. Aunque el primer alcóxido fue sintetizado en 1846, fue en los años 60 y 70 cuando la industria de la cerámica empezó a interesarse en los geles como precursores de los óxidos.1 Alrededor de 1970 se publica la síntesis porsol-gel de óxidos multicomponentes definidos y a partir de esto, pronto sucede una avalancha de publicaciones, produciendo el boom de la química sol-gel para la síntesis de numerosos materiales. Como resultado en 1981 se organiza en Padua el primer seminario internacional sobre “Vidrios y vitrocerámicos preparados por sol-gel” que se repiten desde entonces cada dos años, con alrededor de 250trabajos en cada edición.2

INTRODUCCIÓN
Sol-gel es un nombre genérico que engloba una diversidad de técnicas cuyo objetivo es alcanzar un sólido de alta pureza con alta homogeneidad a escala molecular.3
Las técnicas sol-gel son utilizadas para preparar vidrios monolíticos sin la utilización de procesos de fusión. Estas técnicas han sido aplicadas tanto a la preparación de óxidos de vidrio simpleincluyendo SiO2, como a la fabricación de multicomponentes y de materiales cerámicos, centrándose en dos problemas fundamentales:
El método de síntesis del material y la relación existente con su estructura final.
La relación entre la estructura del material y sus propiedades físicas y químicas.
Las técnicas sol- gel son procesos de ultra estructura muy bien aceptados en la preparación deartículos cerámicos y de vidrio monolítico sin fusión, en donde el proceso involucra alcóxidos metálicos como precursores. Estas técnicas pueden consistir de los siguientes pasos:
Crecimiento y formación de unidades poliméricas para formar un gel
Desecación del gel bajo condiciones ambientales o hipercríticas para formar un gel poroso, aerogeles o xerogeles.
Tratamiento térmico del gel atemperatura suficientemente alta para convertirlo en un material denso. 4
Uno de los sistemas que ha sido más estudiado por el método sol-gel es el de los alcóxidos de silicio, en concreto, el TEOS (tetraetilortosilicato). Una característica importante de la polimerización del TEOS es la competencia que existe entre los procesos de hidrolisis, condensación y separación de fase. 5
Las ventajas delprocedimiento sol-gel se encuentran generalmente en la química básica, en el proceso práctico y en la posibilidad de obtener vidrios y sólidos amorfos singulares. Donde singular significa materiales con propiedades muy superiores a las que se pueden obtener por métodos convencionales, con composiciones químicas fuera del intervalo normal de formación de vidrio o con estructuras o microestructuras muydiferentes a las encontradas normalmente.
Si se comienza por la química del proceso, la principal ventaja consiste en que pueden producirse casi todos los óxidos multicomponentes con estequiometria bien definida, incluyendo elementos dopantes. 6
Las bajas temperaturas de reacción nos permiten introducir átomos o moléculas huéspedes en la red del gel, confiriéndoles propiedades físicas y...