Alúminas porosas: El método de bio-réplica para la síntesis de alúminas estables de alta superficie específica

Abstract

INTRODUCCIÓNEn general, la síntesis de estructuras cerámicas porosas con una alta estabilidad térmica y de elevada resistencia, tanto física como química, atraen cada vez una mayor atención en multitud de áreas, especialmente en tecnologías relacionadas con la energía y medioambiente, como separadores gas/líquido, filtros, electrodos porosos para celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs), soportes de catalizadores, membranas de micro y ultrafiltración, sensores químicos, así como también en sistemas de aireación de líquidos, sistemas de intercambio iónico, diálisis, separación cromatográfica, sistemas optoelectrónicos, liberación controlada de fármacos y biomateriales para implantes (1-4).En concreto, las cerámicas porosas de alúmina, por sus excelentes propiedades intrínsecas (bajo peso específico, elevada superficie específica, alta permeabilidad y estabilidad térmica, resistencia a la corrosión) y su bajo coste de producción, presentan un gran interés tecnológico en diversos campos. Destaca su empleo como refractarios, como membranas de separación (5-7) usadas por ejemplo en componentes de filtros de metales fundidos (8) y de gases de alta temperatura (9), y como membranas catalíticas (10) encontrando utilidad tanto en la eliminación de compuestos contaminantes de efluentes gaseosos (11-13) como del agua En las últimas décadas el desarrollo de alúminas porosas viene siendo objeto de numerosas investigaciones por las propiedades intrínsecas que tiene el óxido de aluminio, como elevado punto de fusión, baja conductividad térmica, inercia química y resistencia a la corrosión, a las que se unen una elevada superficie específica y permeabilidad, que hacen que encuentren aplicación en multitud de sectores industriales y técnicos. En aquellos procesos en los que intervengan temperaturas altas, la estabilidad cristalográfica y textural de las alúminas adquiere una importancia significativa; sin embargo, la mayoría de los métodos de preparación conducen hacia la generación de óxidos metaestables, que no encuentran aplicabilidad en procesos de elevada temperatura debido a su transformación hacia la fase alfa, con la consiguiente reducción de superficie. El presente artículo realiza una revisión de distintas vías de obtención de alúmina porosa de elevada superficie específica, incluyendo los métodos y estrategias que han tenido por objeto la síntesis de alfa-alúmina de alta superficie. Dentro de este marco, el trabajo analiza los resultados obtenidos hasta el momento a través de la bio-réplica de lignocelulósicos, tecnología que permite mimetizar con exactitud la compleja jerarquía estructural de las máscaras hasta diferentes niveles. Porous Aluminas: The biotemplate method for the synthesis of stable high surface area aluminas Development of porous alumina has been the objective of numerous studies in recent decades, due to the intrinsic properties of aluminium oxide, such as high melting point, low thermal conductivity, chemical inertness and corrosion resistance which, in addition to a high surface area and perme...

Towards Macroporous α-Al2O3—Routes, Possibilities and Limitations

“…Wen et al patented a route using oleic acid as carbon precursor to manufacture ultrafine α-Al 2 O 3 powder with particle sizes d < 60 nm [48]. A biomimetic approach towards HSSA α-Al 2 O 3 was chosen by Benítez Guerrero et al, using lignocellulosic materials both as templates and carbon source, claiming specific surface areas of 100 m 2 /g [49]. This article also contains a recommendable review on HSSA α-Al 2 O 3 (written in Spanish).…”

Control of the Alumina Microstructure to Reduce Gate Leaks in Diamond MOSFETs

“…According to the literature, microstructural studies [ 9 , 16 , 17 , 18 ], as well as chemical analysis, are required to understand the carrier transport through the interfaces and oxide (i.e., leaks). Concerning the interfaces, the bandgap value varies with the atomic configuration [ 14 , 15 ], which modifies the bandgap setting and then the carrier transport through the interface.…”

“…Aluminum oxide can have very different crystalline structures, degree of hydration, and defects, with the most technologically used being α-alumina, γ-alumina, and γ-Al(OH) 3 aluminum hydroxide. The natural form of anhydrous alumina is called corundum (α-Al 2 O 3 ), which is thermodynamically the most stable crystalline form, and its formation temperature ranges from 1050 to 1300 °C [ 16 ]. This has a rhombohedra structure where oxygen anions have almost hexagonal packing, and Al cations are in two-thirds of the octahedral interstitial positions.…”

Separation of N–C5H12–C9H20 Paraffins Using Boehmite by Inverse Gas Chromatography

“…where Po is the vapor pressure at experimental temperature, Pe is the equilibrium pressure and R is the universal gas constant. Dubinin´s two-term equation efficiently describes the performance of gas adsorption in adsorbents with two pore distributions as carbons [5,6] and it was used in zeolites too [19,28], but it was not reported his use in boehmite.…”

“…One of the most important applications of the boehmite is as precursor to obtain γ-Al 2 O 3 . After partial dehydroxylation from 300 to 550 • C, boehmite is converted to γ-Al 2 O 3 [2,6]. Among the aluminas, γ-Al 2 O 3 nd η-Al 2 O 3 are important as catalyst supports, due to their highly effective contact area, high thermal stability, and surface acidity susceptible to be controlled.…”