sol gel

POSGRADO EN CIENCIA E INGENIERÍA
DE MATERIALES
Síntesis de soportes y catalizadores
heterogéneos.

MÉTODO SOL-GEL
Profesores:
Dr. Gabriel Alonso Núñez y Dr. Trino A. Zepeda Partida

Presenta
Luís Pérez Cabrera

Agosto 2010

Antecedentes

La técnica sol gel es conocida desde 1845 la síntesis de gel de sílice
por Ebelmen (“manufacture de Cerámiques de Sevres”, France) .
Cossasintetizó la primer gel de alúmina en 1870 [1].
El procedimiento sol-gel es una alternativa a la síntesis de vidrios y
materiales cerámicos.
Mediante reacciones de polimerización de los precursores disueltos
en un líquido.

Sols,geles natural: ink(tinta), clays, eye vitrea, blood, serum, milk [2]
Sol aún estable: sol de Au preparado por Faraday en 1853 [3]
En 1861 graham funda la ciencia delos coloides, el estudio de
soles cerámicos coloidales crece se estudian los factores que
influyen en su formación. El tamaño de partíícula puede controlarse
através de sales inorgánicas [3,4]
Teoría electrostática DLVO, química de soles; distingue entre
precipitado y suspensión coloidal estable. Explica la síntesis de
partículas con dispersión bien definida.

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Antecedentes

- Secadohipercrítico introducido por Kistler [5]
- Aerogel de sílica, alúmina, circona, óxidos de estaño y
tungsteno, óxidos, primer silazane por Stock y Somiski (hidruros
de Si y N precursores de Si3N4) [6].
Las técnicas recientes incluyen el uso de surfactantes para
creación de estructuras porosas y empaquetamiento hexagonal
de poro cilíndrico [7], y materiales híbridos de materiales
orgánicoscon inorgánicos [8].
- Interés en catálisis, alta Sesp.
Desde 1970, el número de publicaciones en geles y coloídes , lo
que aumentó el interes en aplicaciones de cerámicos de alta
tecnología, los que han sido gradualmente comercializados.

Método sol-gel; reproducibilidad.

Sólidos sub-micronicos de alta pureza, combustible nuclear,
materiales conductores, magnéticos.

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Sol, gel,gelación

Sol: suspensión estable de partículas coloidales en líquido [9].
Las partículas de sólido densamente rodeadas y ser pequeñas tal
que las fuerzas de dispersión sean mayores a las de gravedad.
Aprox. Moléculas en solución.
Coloidal --- antes; partículas macroscópicas que no pasan una
membrana diálisis. Las partículas en un sol coloidal tienen un
tamaño entre 2nm y 0.2 µm (103 -109átomos por partícula) [12].
1 Partes de material en bulto; p. e α-alúmina, 2 fases
termodinámicas, el sol es liofóbico o hidrofóbico.
2 Macromoleculas reales, muy gdes. Para ser coloidales
(proteínas), solo tienen una fase y son soluciones hidrofilicas o
liofilicas.
3 Pequeñas partículas que pueden considerarse macromoléculas
o diminutas partes macroscópicas de la materia, (lacey particles)p. e. en alumina coloidal.

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Sol, gel, gelación

Gel: sólido 3D expandido y enlazado a través de un líquido limitado
por el contenedor. Puede ser coloidal si tiene las partículas
propias. Si esta hecho de unidades químicas sub-coloidales el gel
es polimérico. Un polímero es un grupo de moléculas cuya
estructura esta compuesta de una o pocas unidades repetidas [10].
El líquido en lafrontera del sólido esta en equilibrio termodinámico
con el sólido dispersado. Si el líquido es agua y la fase acuosa es
mayor proporción se tiene un acuagel (fácil de cortar). Si la fase
líquida es alcohol se tiene un alcohogel. Cuando la mayor parte del
líquido se remueve y queda un sólido frágil este se denomina
xerogel o aerogel dendiendo del método de secado (geles secos).
Gelación, seforma cuando la dispersión homogénea del sol vuelve
rígida, lo cual previene inconsistencias en la homogeneidad del
material. El sol, o solución, puede transformarse en gel coloidal (o
gel polimérico) después del punto de gelación (cambio abrupto de
viscocidad entre estados) [11].
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Proceso sol-gel

Gel – precipitado: intermedio entre gel y precipitado, el precipitado,
resulta de la...