Estudio de las propiedades ópticas de pigmentos inorgánicos con estructura tipo NASICON Mg0.5Ti2(PO4)3 sintetizados por combustión en solución y dopados parcialmente con Co2+ y Cu2+

En esta investigación doctoral, se usó por primera vez la estructura Nasicon Mg0.5Ti2(PO4)3 como estructura huésped para obtener los pigmentos inorgánicos Mg0.45Co0.05Ti2(PO4)3 con color violeta y Mg0.49Cu0.01Ti2(PO4)3 con color amarillo. Los pigmentos se sintetizaron por el método alternativo de sí...

Full description

Autores:: Chavarriaga Miranda, Edgar Andrés

Tipo de recurso:: Doctoral thesis

Fecha de publicación:: 2018

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: spa

Description
Summary:	En esta investigación doctoral, se usó por primera vez la estructura Nasicon Mg0.5Ti2(PO4)3 como estructura huésped para obtener los pigmentos inorgánicos Mg0.45Co0.05Ti2(PO4)3 con color violeta y Mg0.49Cu0.01Ti2(PO4)3 con color amarillo. Los pigmentos se sintetizaron por el método alternativo de síntesis por combustión en solución usando glicina y urea como combustibles, además se cambió la relación oxidante a combustible (O/F) empleando nitrato de amonio como agente oxidante extra. Los polvos obtenidos después de la combustión se caracterizaron estructuralmente con las técnicas de difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopia Raman y los resultados mostraron que todos los polvos son amorfos, lo cual se debe a la baja temperatura de la reacción de combustión, debido posiblemente al efecto de retardancia de llama del precursor hidrógeno fosfato de amonio. Por tal motivo, los polvos fueron sometidos a análisis termogravimétrico (ATG) y calorimetría diferencial de barrido (DSC), lo cual mostró que la temperatura de cristalización ocurre a temperaturas menores de 900 °C. Por lo tanto, los polvos se calcinaron a 900 °C por 3 horas y los resultados de DRX y FTIR mostraron la formación de la fase NASICON. La morfología de los pigmentos calcinados fue evaluada por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y se encontró que las partículas primarias están aglomeradas y que hay presencia de porosidad como resultado de los gases liberados durante el proceso de combustión. El ancho de banda de energía fue determinado usando el modelo de Kubelka-Munk y los resultados fueron para transiciones indirectas Eg,indirect = 3.13 eV para Mg0.5Ti2(PO4)3, Eg,indirect = 3.17 eV para Mg0.45Co0.05Ti2(PO4)3 y Eg.indirect = 3.01 eV para Mg0.49Cu0.01Ti2(PO4)3 cuando O/F = 1.0, por lo tanto, el mecanismo de color para estos sistemas se debe a transiciones electrónicas entre los orbitales d-d para Co2+ en coordinación octaédrica y para Cu2+ en coordinación tetraédrica, además hay presencia de una absorción de transferencia de carga entre Cu2+(3d9) y Ti4+(3d0), la cual genera un corrimiento de la absorción desde el Ultravioleta cercano hacia el visible, lo cual se puede explicar porque el Cu2+ adiciona estados de energía en la banda prohibida del compuesto. La espectroscopia de reflectancia difusa Uv-Vis-NIR cercano mostró que los polvos tienen reflectancias solares totales NIR de Rs = 81.41% para Mg0.45Co0.05Ti2(PO4)3, mientras que para Mg0.49Cu0.01Ti2(PO4)3 fue Rs = 62.72 %. Estos resultados muestran que estos pigmentos podrían ser potenciales candidatos para su aplicación como pigmentos fríos.

Estudio de las propiedades ópticas de pigmentos inorgánicos con estructura tipo NASICON Mg0.5Ti2(PO4)3 sintetizados por combustión en solución y dopados parcialmente con Co2+ y Cu2+

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