Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2008)
Síntesis y caracterización de adsorbentes cerámicos basados en polititanatos de potasio y vidrio SiO<sub>2</sub>-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-R<sub>2</sub>O-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>o
Abstract
Porous ceramic materials based on 42.5-48.5 potassium polytitanate (obtained by molten salt synthesis), 1.5-7.5 SiO2-B2O3–R2O-Al2O3 glass and 50 potato starch, were produced by extrusion of the pastes, which were further dried and sintered at 1100 ºC. The structural characterization of the ceramic materials was carried out by optical and electron microscopy, X-ray diffraction and methods of nitrogen adsorption and mercury intrusion porosimetry. The optimal weight ratio of the potassium polytitanate:glass was 9:1, which was selected based on the highest compressive mechanical of the materials produced. During the sintering process, the presence of the glass promotes the binding of fibrous potassium titanate crystals and favors modification of their structure from potassium tetratitanate (obtained without glass admixtures) to a structure similar to potassium hexatitanate. It is shown that the produced ceramic materials have a high internal surface area (1.24 m2/g) and, in addition to the transport pores with average diameter of 35μm, have meso-pores with an average diameter of 2.3 nm. The developed material showed high capability of adsorption of heavy metals like Pb and could be recommended as a highly efficient adsorbent.Se fabricaron materiales cerámicos porosos con una composición de 42,5-48,5% polititanato de potasio (sintetizado en sales fundidas), 1,5-7,5% de vidrio SiO2-B2O3–R2O-Al2O3 y 50% de almidón de patata. Las muestras se obtuvieron por extrusión de las pastas, secado y sinterizado a 1100 ºC. La caracterización estructural de los materiales se realizó por microscopía óptica y electrónica, difracción de rayos X, métodos de porosimetría por intrusión de mercurio y de adsorción/desorción de nitrógeno sobre la superficie del sólido (BET). La relación óptima del contenido de polititanato de potasio: vidrio fue de 9:1, en base a los mejores resultados de resistencia mecánica. El vidrio funciona como ligante cerámico y participa en la modificación de la estructura del titanato de potasio fibroso obtenido durante la sinterización; la presencia de vidrio transforma la estructura del tetratitanato de potasio, obtenido sin vidrio, en una estructura similar al hexatitanato de potasio. Se encontró que el material sinterizado presenta una superficie específica considerable (1,24 m2/g), poros de transporte con diámetro promedio de 35μm y meso-poros con diámetro promedio de 2,3 nm. Además, el material producido tiene buenas propiedades de adsorción de metales pesados como el Pb y puede recomendarse como un adsorbente comercial.
