Preparación de nuevos materiales híbridos porosos.

En el diseno de nuevos materiales que presentan ya sea combinaciones de propiedades caracteristicas de los materiales clasicos, o propiedades completamente nuevas basadas en un fenomeno de sinergismo es necesario combinar estos materiales de diferente naturaleza a nivel de union intima. Una de las tecnicas mas usada y versatil para obtener materiales con propiedades bien definidas es el metodo sol-gel, que hace posible la preparacion de materiales con estructuras porosas de diferentes tamaños, siendo esta una de las principales ventajas del metodo. Este se basa en la formacion de redes inorganicas a partir de precursores en solucion o suspension coloidal de polimeros o agregados moleculares(sol) los cuales posteriormente condensan produciendo una red tridimensional que retiene en su interior solvente (gel). El producto final puede ser generado por un tratamiento termico apropiado y el metodo permite procesar el material inorganico en una gran variedad de formas. En la etapa en que los polimeros precursores de la red inorganica estan en solucion, sera posible adicionar compuestos organicos, moleculas pequenas u oligomeros que pueden quedar encapsuladas en los poros del gel conservando muchas de sus propiedades. Esta situacion puede ser aprovechada en catalisis. Si se incorporan macromoleculas se pueden generar estructuras de redes interpenetradas o bien se puede producir autoacomodamiento de los componentes en capas o en microdominios compatibilizados principalmente a traves de enlaces de hidrogeno. Debido a sus condiciones suaves y controlables este metodo resulta en una herramienta importante para modular propiedades fisicas y quimicas de los nuevos materiales. Los materiales porosos tienen amplia aplicacion en tecnologias de punta en areas tales como membranas y catalizadores o soportes de catalizadores de alta selectividad. El control del tamano de poro, su distribucion y la morfologia de estos materiales son aspectos relevantes en su investigacion y desarrollo. En el tema de catalizadores tambien juega un papel fundamental el area superficial estando relacionado directamente con su actividad. En este proyecto se estudiara nuevas vias para la preparacion de estos materiales a partir, principalmente, de compuestos constituidos por sistemas hibridos organo-inorganicos. Por tanto dentro de esta area de investigacion, se propone estudiar la preparacion, caracterizacion y control morfologico de nuevos materiales porosos de potencial aplicacion en catalisis modificando las propiedades de los productos usando surfactantes no ionicos como el Triton X100 y el Triton X114 como directores de estructura, ademas de realizar un tratamiento hidrotermal en la sintesis. Interesa obtener oxidos mixtos, principalmente basados en redes de silice-titania (SiO2-TiO2), de variadas composiciones manejando su tamano de particula, porosidad y area superficial. La modificacion de las variables permitiria obtener materiales con diferentes caracteristicas para su utilizacion como catalizador y/o soportes de catalizadores. En trabajos recientes hemos encontrado que la formacion de enlaces de hidrogeno entre grupos silanol (Si-OH)de redes de silice y grupos amino y/o amido de la fase organica, permite que se produzca una buena compatibilizacion entre ambas fases. Este es, junto al rol esperado de determinadas funcionalidades, uno de los criterios para seleccionar las moleculas o polimeros a probar en la formacion de hibridos. Cabe recordar que los surfactantes presentan en su estructura al menos un grupo hidrofilico en la cabeza de la molecula y un grupo hidrofobico en la cola (cadenas alquilicas largas), se espera entonces que los surfactantes objeto de nuestro estudio presenten compatibilizacion de las fases ya sea mediante enlaces de hidrogeno, enlaces covalentes o fuerzas de van der waals Los productos sintetizados seran caracterizados en sus propiedades de textura y forma de particula mediante microscopia electronica de barrido (SEM), en su grado de cristalizacion y fases presentes mediante difraccion de rayos X, en su area superficial (BET), volumen, tamano y distribucion de tamano de poros mediante fisisorcion de Nitrogeno. Adicionalmente podran ser caracterizados mediante espectroscopia FTIR y espectroscopia de dispersion electronica (XPS).