Sintesis De Materiales Nanoestructurados De Sílice A Partir De Tensoactivos Orgánicos Iónicos Y No Iónicos

DOCTORADO EN CIENCIAS DE LA DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERIA DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA

TESIS “SINTESIS DE MATERIALES NANOESTRUCTURADOS DE SÍLICE A PARTIR DE TENSOACTIVOS ORGÁNICOS IÓNICOS Y NO IÓNICOS” QUE PRESENTA PARA OBTENER EL GRADO DE DOCTOR EN CIENCIAS M. EN C. JOSÉ FRANCO PÉREZ ARÉVALO

DR. ALBERTO ROJAS HERNÁNDEZ ASESOR (UAM-I)

DR.JOSÉ MANUELDOMÍNGUEZ E. ASESOR (IMP)

RESUMEN
Recientemente se han desarrollado investigaciones en el campo de la síntesis de materiales nanoestructurados y mesoporosos de sílice. En estas síntesis se utilizan agentes estructurantes orgánicos, esto es, tensoactivos iónicos y no iónicos, y una fuente de sílice. Los tensoactivos junto con la sílice se auto ensamblan formando estructurassupramoleculares que guían la precipitación de la sílice. Aunque en los materiales mesoporosos la red de sílice no es cristalina, presenta, entre las características principales, distribuciones estrechas del tamaño de poro y arreglos ordenados de los poros, en una escala de varios nanómetros. El agente estructurante induce una mayor autoorganización de la sílice, lo que podría conducir, enun futuro cercano, a una mayor cristalinidad del material y extender, así, las aplicaciones que tienen las zeolitas (materiales microporosos) a los materiales nanoestructurados con diámetros en la región de los mesoporos (2-50 nm).

En este trabajo de investigación se establecieron las condiciones de síntesis de materiales nanoestructurados de sílice a partir de metasilicato de sodiopentahidratado (fuente de sílice) y tres diferentes agentes estructurantes: bromuro de cetiltrimetilamonio (BCTA), un tensoactivo catiónico; Tritón X-100, un tensoactivo no iónico del tipo alquilo poli(óxido de etileno) y Pluronic L64, un tensoactivo no iónico del tipo tribloque polimérico poli(óxido de etileno)-poli(óxido de propileno)poli(óxido de etileno). Para establecer las condiciones desíntesis se estudiaron los efectos de los agentes estructurantes y otras variables de síntesis sobre la estructura (o simetría) de los materiales sintetizados. Entre las variables de síntesis se encuentran: la concentración del agente estructurante, la proporción tensoactivo/fuente de sílice, el pH de la solución, la temperatura y tiempo de reacción y la adición de etanol.

El estudio delos sistemas precursores y la caracterización de los materiales sintetizados se realizaron mediante técnicas muy diversas, tales como: conductividad, acidez en solución (pH), dispersión de luz, resonancia magnética multinuclear de líquidos y sólidos, microscopía electrónica de transmisión, difracción de rayos X de polvos, cromatografía en fase líquida (HPLC) y análisis textural(adsorción-desorción de nitrógeno).

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TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN...................................................................................................................................ii I N T R O D U C C I O N ..........................................................................................................1 C A P Í T U L O 1 : F U N D A M E N T O S......................................................................5 1.1. TENSOACTIVOS ......................................................................................................5 1.1.1. Moléculas Anfifílicas .......................................................................................................................5 1.1.2. Tensoactivos....................................................................................................................................6 1.1.3. Clasificación de los Tensoactivos........................................................................................................7 1.1.4. Proceso de Autoagregación de los Tensoactivos ...................................................................................8 1.1.4.1. El Fenómeno de...