Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2004)
Birnesitas obtenidas mediante cambio iónico. Evolución estructural con la calcinación
Abstract
Birnessites containing Na+ or K+ in the interlayer have been prepared following a sol-gel method, with an initial glucose/cation ratio of 1 or 1.5. The solids have been submitted to ion exchange with Li+, Mg2+, and Cu2+, and all the materials have been characterised by several physicochemical techniques (elemental chemical analysis, X-ray diffraction, FT-IR spectroscopy, thermal analysis and specific surface area assessment). Total cation exchange was not achieved in any case, although sodium is better exchanged than potassium. Exchange is larger for Li+, lower for Cu2+ and even lower for Mg2+. Ionic exchange is topotactic, and the layered structure is maintained in all cases, with an interlayer spacing close to 7 Å. The samples are stable up to 600 °C; above this temperature cryptomelane (a 2x2 tunnel structure) is formed in most of the samples containing potassium, while LiMn2O4 spinel is formed is Li was present in the birnessite.<br><br>Se han preparado birnesitas con Na+ o K+ en la interlámina mediante un método sol-gel, con una relación inicial glucosa/catión de 1 y 1.5. Estas muestras se han sometido a cambio iónico con los cationes Li+, Mg2+ y Cu2, caracterizando las muestras intercambiadas por diversas técnicas (análisis químico elemental, difracción de rayos X, espectroscopía FT-IR, análisis térmico y determinación de superficie específica). En ningún caso se alcanza un cambio iónico completo de los iones sodio o potasio iniciales, aunque el sodio se intercambia en mayor medida que el potasio. El intercambio es más efectivo al incorporar el Li+, menor en el caso del Cu2+ y menos eficiente, todavía, al incorporar Mg2+. El cambio iónico se produce topotácticamente, manteniéndose en todos los casos la estructura laminar con una distancia interlaminar de, aproximadamente, 7 Å. Las muestras son estables hasta 600 ºC; a partir de esta temperatura se produce la transformación a estructura túnel 2x2 (criptomelano) en el caso de la birnesita de K y a la espinela de Li-Mn (LiMn2O4) en el caso de tener Li en la interlámina.
