Espinela Li2CoTi3O8 nanométrica obtenida para aplicación como pigmento

Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, Volume 55, Issue 2, March–April 2016, Pages 71-78

Figura: Estructura de la espinela.

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Writers: Maria Suely Costa da Câmara, Lidiane Alves Pimentel, Elson Longo, Luciano da Nobrega Azevedo, Dulce Maria de Araújo Melo

Keywords: Espinela; Li2CoTi3O8; Pigmento inorgánico; Método Pechini; Nanométrico; Spinel; Li2CoTi3O8; Inorganic pigment; Pechini method; Nanometer

Resumen: Los pigmentos son materiales ampliamente utilizados en cerámica, cosméticos y tintas, entre otras aplicaciones. Para esto deben ser monofásicos y fácilmente reproducibles. Por otro lado, los pigmentos obtenidos en escala nanométrica son más estables, reproducibles y resaltan el color en pequeñas cantidades comparados con los obtenidos en escala micrométrica. Los óxidos mixtos con estructuras del tipo espinela AB2O4 tienen importantes aplicaciones, entre ellas: pigmentos, materiales refractarios, catalíticos y cerámicas electrónicas.

En este contexto, el objetivo de este trabajo fue la preparación de polvo de la fase espinela Li2CoTi3O8 con tamaño de partícula nanométrica por el método de los precursores poliméricos (Pechini) y caracterización por medio de las técnicas de análisis térmico (TG/DTA), difracción de rayos X (DRX), refinamiento por el método de Rietveld, BET, microscopia electrónica de transmisión (TEM), Raman y coordenadas colorimétricas. El pigmento fue obtenido por tratamientos térmicos de 400 a 1.000 °C después de su pirólisis a 300 °C/1 h para la eliminación del material orgánico. La fase espinela Li2CoTi3O8 deseada fue obtenida a partir de 500 °C, nanométrica y presentando estabilidad hasta aproximadamente 1.300 °C. La fase espinela presentó el color verde a temperaturas en el rango de 400-500 °C y azul a temperaturas entre 600 y 1.000 °C. Por lo tanto, los resultados demuestran la viabilidad de utilización de esta fase espinela Li2CoTi3O8 como pigmento, ya que presentó coloración a baja temperatura y con partícula nanométrica.

Abstract: Pigments are used in ceramics, cosmetics, inks, and other applications widely materials. To this must be single and easily reproducible. Moreover, the pigments obtained in the nanoscale are more stable, reproducible and highlight color in small amounts compared with those obtained in micrometer scale. The mixed oxides with spinel structures AB2O4 have important applications, including: pigments, refractories, catalytic and electronic ceramics.

In this context, the aim of this work was the preparation of powder Li2CoTi3O8 spinel phase with nanometer particle size of the polymeric precursor method (Pechini) and characterization by means of thermal analysis (TG/DTA) X-ray diffraction (XRD), refined by the Rietveld method, BET, transmission electron microscopy (TEM), Raman and colorimetric coordinates. The pigment was obtained by heat treatment of 400 °C to 1000 °C after pyrolysis at 300 °C/1 h for removing the organic material. Li2CoTi3O8 desired spinel phase was obtained from 500 °C, and presenting stability nanometer to about 1.300 °C. Spinel green phase introduced at temperatures in the range of 400 °C and 500 °C, and 600 °C at temperatures between blue and 1000 °C.

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