Síntesis de LaNiO 3 a partir de un Precursor Inorgánico

1. Síntesis de LaNiO3 a partir de un Precursor Inorgánico BATLLE, ADRIAN; BERTONCELLO, LUCILA; BUTLER, MATÍAS; FUNES, ALEJANDRO; LOMBARDI, SILVINA LaNH4[Ni(NO2)6.xH2O] LaNiO3

2. Introducción El óxido mixto LaNiO3 presenta una estructura perovskita distorsionada romboédricamente y muestra características metálicas, lo cual es poco frecuente en óxidos (3). Existen diversos métodos para preparar LaNiO3 (método cerámico, sol-gel, etc.) En el presente trabajo se realiza un complejo de níquel y lantano con nitritos como precursor. El mismo se calcina a 500 ºC durante 4hs para obtener LaNiO3. Se utiliza nitritos como ligandos del precursor ya que es un ligando versátil y se libera fácilmente.

3. Objetivos • Sintetizar y caracterizar el precursor del LaNiO3, LaNH4[Ni(NO2)6.xH2O]. • Obtener el óxido mixto LaNiO3 por calcinación del precursor y caracterizarlo.

4. Síntesis NaNO2 en H2O fría La(NO3)3 Ni(NO3)2.6H2O NH4NO3 H2O cal. + Filtrar y lavar LaNH4[Ni(NO2)6.xH2O] 500ºC x 4hs LaNiO3

5. Caracterización del precursorUV-VIS Espectro de UV-vis del precursor en H2O

6. Caracterización del precursorUV-VIS Espectro de UV-vis de NO2- en H2O

7. Simetría Th del Ni(NO2)6-4 Caracterización del precursor Reflectanciadifusa

8. Caracterización del precursorFTIR

9. Caracterización del precursor Termogravimetría Masa NH4La[Ni(NO2)6] anhidro = 29.42 mg Masa NH4La[Ni(NO2)6].xH2O = 42,74 mg Cantidad de H2O = 12

10. Caracterización del precursorEDS - SEM • Abundancias atómicas • Relación La/Ni • Muestra 1: 0,64 • Muestra 2: 0,69 • Relación N/O • (Teórico : 0,58) • Muestra 1: 0,53 • Muestra 2: 0,49 • Aparición de Na en todas las muestras

11. Caracterización de LaNiO3DRX No corresponden al LaNiO3

12. Caracterización de LaNiO3SEM

13. Caracterización de LaNiO3EDS Abundancias atómicas Relación La/Ni • Muestra 1: 1,02 • Muestra 2: 1,38 • Muestra 3: 0,76 • Aparición de Na en todas las muestras

14. Caracterización de LaNiO3 V V V vs I I I Fórmula de Van der Pauw exp(-πdR1/ ρ)+ exp(-πdR2/ ρ) = 1 R1 R2 ρ=(πd/ln2)[(R1+R2)/2] f(R1,R2) con f(R1,R2) ~ 1-[(R1-R2)/(R1+R2)]2(ln2/2)- [(R1-R2)/(R1+R2)]4[(ln2)2/4-(ln2)3/12]. Conductividad eléctrica Método de van derPauw de 4 puntas: • 1) Los contactos están en la circunferencia de la muestra. • 2) Los contactos son suficientemente pequeños • 3) La muestra tiene un espesor d uniforme • 4) La muestra es homogénea y no contiene agujeros aislados.

15. Conclusiones • Una ventaja: precursor de composición homogénea y el producto final a menor temperatura y tiempo de calentamiento. • Como contrapartida existe mayor posibilidad de contaminación del producto obtenido, especialmente por sodio.  • Una falla importante de la síntesis fue no poder evitar la contaminación con Na+ proveniente del Na(NO2) utilizado como reactivo trayendo como consecuencia que este catión reemplazara al Lantano.

16. Perspectivas futuras • Una mejor forma de caracterizar el comportamiento metálico de LaNiO3 sería medir la conductividad del mismo a distintas temperaturas por el mismo método empleado. • Resultaría ilustrativo emplear un CG-masa acoplado al TGA para conocer la identidad de los gases desprendidos durante el calentamiento y comprender mejor el proceso de descomposición. A su vez, hubiera sido conveniente el uso de un DTA para conocer la temperatura de transición a la que ocurre la descomposición del precursor y la formación del óxido mixto que da lugar a la estructura de perovskita. • Como experiencia adicional se podrían haber realizado difractogramas del precursor, de NiO y de los reactivos iniciales, para poder analizar su existencia en el óxido mixto obtenido. También verificar como varía el tamaño de cristalita y de partícula con la temperatura y tiempo de calentamiento

17. Bibliografía (1) “SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND TERMAL DECOMPOSITION STUDY OF SOME NICKEL NITRO DERIVATIVES” BOLIBAR, A., M. INSAUSTI, L. LORENTE, J.L. PIZARRO, M.I. ARRIORTUA, AND T. ROJO. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY (1997) 2259-2264. (2) “STUDIES OF NITRO AND NITRITO COMPLEXES. I. SOME NITRITO COMPLEXES OF NICKEL”. D. M. L. GOODGAME AND M. A. HITCHMAN. INORGANIC CHEMISTRY 3 (1964) 1390. (3) “PREPARATION OF NANOSIZED PEROVSKITE LANIO3 POWDER VIA AMORPHOUS HETERONUCLEAR COMPLEX PRECURSOR”. HAIWANG, YOUNGFA ZHU, PENG LIU, WENQING YAO. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE 38 (2003) 1939 – 1943. (4) “ ELECTRONIC SPECTRA OF HEXANITROMETALLATES”. KENNETH G. CAULTON, RICHARD F. FENSKE. INORGANIC CHEMEMISTRY 6 (1967) 562 – 568, (5) Joint Committee on Powder Diffraction Standars (JCPDS), International Center of Diffraction Data. Pensilvania-USA, 1995 (CD-ROM).

18. GRACIAS POR SU ATENCION GRACIAS Mario!!!!!