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Formación "in-situ" de nanoclusters metálicos intercalados en arcillas naturales y sintéticas

Código: 557 • Estado: Terminado

Investigador Principal Luis Alejandro Galeano

Facultad Ciencias Exactas y Naturales

Departamento Química

Resumen del Proyecto En esta propuesta de investigación se describe un procedimiento novedoso para la síntesis "in situ" de nano-clusters de compuestos metálicos en el espacio interlaminar de una arcilla natural (bentonita) y un silicato laminar sintético (tipo mica) previamente pilarizados.

Una estrategia que se ha venido desarrollando muy recientemente para la preparación de materiales funcionales en diversos campos consiste en estabilizar agregados metálicos en el interior de zeolitas y otros soportes porosos nano-estructurados. La síntesis de este tipo de materiales funcionales tiene potenciales aplicaciones en la preparación de nuevos catalizadores, más activos y selectivos, así como también de nuevos materiales con propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas especiales.

La formación de los agregados metálicos se produce mediante un método de crecimiento in-situ de "clusters" o agregados polinucleares de diversos metales confinados en el interior de los canales porosos de los aluminosilicatos, los cuales tienen dimensiones en el rango de tamaños nanométricos. Este método de síntesis se ha empleado en el grupo GIMFC de la Universidad de Nariño, con buenos resultados en aplicaciones catalíticas. El procedimiento permite realizar un crecimiento controlado de los agregados metálicos en sitios específicos de las arcilla, confiriendo a la vez mayor estabilidad química al material laminar de soporte. Aunque hasta la fecha solo se cuenta con resultados empleando Mn, el método preparativo abre una enorme cantidad de otras posibilidades hasta ahora inexploradas, debido a la posibilidad de su aplicación para la generación de nanoclusters de otros metales de transición con interesantes propiedades catalíticas.

Sin embargo, en los materiales obtenidos se ha observado la pérdida de estabilidad estructural de los nanoclusters metálicos con el aumento de la temperatura en atmósferas oxidantes. Con base en los conocimientos alcanzados y los antecedentes previos, el objetivo general de la propuesta es desarrollar un método de síntesis que permita mejorar la estabilidad de los nanoclusters intercalados; para ello se propone una estrategia que consiste en: (1) Mejorar la estabilidad realizando una pilarización previa del material de partida con oligómeros de Al; (2) Establecer el efecto de la magnitud y la distribución de la carga laminar, y de la naturaleza del material de partida, empleando una bentonita natural dioctaédrica de carga intermedia y una mica sintética trioctaédrica de alta carga laminar y (3) Determinar las mejores condiciones de operación del método de síntesis que permitan controlar las propiedades de los materiales finales en función de la naturaleza de la atmósfera y la temperatura empleadas durante el tratamiento térmico.

Para verificar la efectividad de la estrategia propuesta se evaluará la estabilidad del material frente a la temperatura, así como el efecto de la incorporación de diferentes metales de transición (Mn, Fe y Zn) con el fin de ampliar la gama de aplicaciones de este tipo de compuestos de intercalación.

Convocatoria Docente 2012

Datos de aprobación

Acuerdo de Aprobación No. 149

Fecha de Aprobación 16/12/2013

Acta de Cumplimiento 3

Fecha del Acta (Inicio del proyecto) 24/01/2014

Duración 24 Meses

Fin Proyectado 24/01/2016

Grupos de Investigación

Nombre	Línea	Clasificación
Grupo de Investigación en Materiales Funcionales y Catálisis	Materiales funciones y aprovechamiento de minerales	Categoría A

Equipo Investigador

Nombre	Tipo
Mery Carolina Pazos Zarama	INT
Ana María García	INT

Estudiantes

Nombre	Programa Académico
Lisette Dayanna Ruiz Bravo	Química
Helir Joseph Muñoz Alvear	Química

Prórrogas asignadas

Tipo Acto Administrativo	No.	Tipo	Fecha	Nueva Fecha Terminación
Resolución	780	i	18/04/2016	24/07/2016