Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería (Dec 2009)
Oxidación del grafito natural en el laboratorio y comparación con el óxido de grafito sintético, por medio de técnicas térmicas y espectroscópicas Oxidation of natural graphite in the laboratory and comparison with the synthetic graphite oxide, by means of thermal and spectroscopic techniques
Abstract
Con la finalidad de determinar la posible formación natural del óxido de grafito durante la meteorización y transporte de este mineral, una muestra de grafito altamente cristalizado, aislado de un esquisto grafitoso de la Formación Sierra Nevada (Precámbrico), Estado Trujillo, fue sometido a oxidación controlada (T = 90°C) en atmósfera de oxígeno saturado de agua, a tiempos variables (25, 50 y 75 días). Este diseño experimental de meteorización simulada corresponde a la alteración natural durante 8, 16 y 24 años, respectivamente. En adición, se sintetizó óxido de grafito (OG) por tratamiento con KMnO4 en medio ácido. Tanto las muestras y el OG fueron caracterizadas por medio de las técnicas de difracción de rayos X, espectroscopía Raman, análisis termogravimétrico y espectroscopía de infrarrojo con Transformadas de Fourier. Las muestras oxidadas presentaron disminución en el índice de cristalinidad y espesor del cristal, disminución de las señales Raman correspondientes al material ordenado, desplazamientos de la temperatura máxima en termogravimetría hacia valores más bajos, y aparición de señales C - O en el infrarrojo. Estos resultados indican un cambio en la cristalinidad del material, por la expansión e incorporación de oxígeno. La alteración del material grafitoso original no alcanzó la formación de OG.With the aim of establishing the probable natural formation of graphite oxide (GO) during the weathering and transport of this mineral, a highly crystalline graphite sample isolated from a Sierra Nevada Formation graphitic schist (Precambrian Age) collected at the State of Trujillo, was subject to controlled oxidation in an oven (T~90°C) with a wet oxygen atmosphere through 25, 50 and 75 days of oxidation. This experimental design simuling weathering is equivalent to the natural alteration for the period of 8, 16 and 24 years, approximately. In addition, graphite oxide (GO) was synthesized by treatment with acid KMnO4. All samples and GO were characterized by means of XRD, Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis and Fourier Transformed infrared spectroscopy. Oxydized samples exhibit a decrease in the crystallinity index and in the crystal thickness, reduction of the Raman signals corresponding to the ordered structure, displacements in the highest temperature towards lower values in thermogravimetry, and appearance of C - O strenght vibration in infrared spectroscopy. Such results indicate that a modification takes place in the graphite crystallinity, due to the expansion and incorporation of oxygen. The extent of the alteration do not reached the stage of GO formation.
