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Ver el documento (formato PDF)   Castro, Pablo A..  "Caracterización molecular de superficies de óxido de hierro en relación a modificaciones químicas por adsorción de fosfatos y fosfonatos"  (2001)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El objetivo de este trabajo de Tesis es el estudio de la interacción a nivel molecular entre fosfatos (fosfato inorgánico y ácidos fosfóricos y fosfónicos de cadena larga) y superficies de óxidos dc hierro. El estudio dc la adsorción sobre óxidos de hierro de compuestos que contienen el grupo funcional fosfato es de gran interés en varios campos de la ciencia que van desde la química del suelo y las aguas naturales hasta la protección contra la corrosión. Como óxido de hierro modelo se emplearon superficies de hierro pasivadas en medio alcalino y magnetita (Fe3O4), tanto de origen geológico como artificial. geological and artificial. Para el estudio de la adsorción de fosfatos inorgánicos se emplearon soluciones de ortofosfato de sodio (Na3PO4, Na2HPO4 y NaHgPO4). La adsorción de ácidos fosfóricos y fosfónicos dc cadena larga fue estudiada a partir de soluciones de acido dodecanfosfórico (DPA) y ácido octadecilfosfónico (OPA), respectivamente. La interacción fosfato/óxido de hierro fue estudiada mediante una variedad dc técnicas tales como Espectroscopía de Impedancia Faradaica (ElS), Microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), Espectroscopía infrarroja de reflexión-absorción por transformada dc Fourier (FT-IRRAS), Espectroscopía infrarroja in situ por transformada de Fourier (Substractively Nonnalized Interracial Fourier InfraRed Spectroscopy, SNIFTIRS), ángulo de contacto, y Espectroscopia electrónica para el análisis químico (ESCA o XPS). Los experimentos SNIFTIRS y QCM indican que a valores altos de pH y bajo control potenciostático, los fosfosfatos inorgánicos forman un complejo superficial bidentado, aunque no puede descartarse totalmente la formación de complejos monodentados. Los experimentos de FT-IRRAS y QCM muestran que los ácidos DPA y OPA forman una monocapa de complejos superficiales bidentados al adsorberse sobre hierro pasivo y magnetita desde soluciones etanólicas. Estos filmes presentan un nivel de ordenamiento bajo, pero continúan ordenándose con el tiempo. Estos resultados son muy interesantes desde el punto de vista de la mejora de la estabilidad de los recubrimientos poliméricos sobre metales. Una parte importante del trabajo presentado aqui fue realizado bajo la dirección del Prof. Dr. Martin Stratmann at the "Institut für Werkstoffwisscnchaften, Lehrstuhl für Korrosion und Oberflächentechnik (LKO), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg", Erlangen, Alemania.

Abstract:
The objective of this thesis research is the study of the interaction between phosphate species (inorganic phosphate and long chain organic phosphoric and phosphonic acids) and iron oxide surfaces at the molecular level. The study of the adsorption of compounds containing the phosphate group on iron oxide is of great interest for many fields of science and technology from soil and natural water Chemistry to corrosion protection. As a model iron oxide surface alkaline passivated iron surfaces and geological and artificial magnetite (Fe3O4) were chosen. For the study of inorganic phosphate adsorption on these surfaces solutions of sodium orthophosphate salts (i.e. Na3PO4, Na2HPO4 and NaH2PO4) were used. The adsorption of long chain organic phosphoric and phosphonic acids was studied using dodecanphosphoric acid (DPA) and octadeylphosphonic acid (OPA), respectively. The phosphate/iron oxide interaction was studied by a variety of techniques such as Electrochemical impedance Spectroscopy (EIS), Quartz Crystal Microbalance (QCM), Fourier Transform infraRed Reflection-Absorption Spectroscopy (FT-IRRAS), Substractively Nonnalized Interracial Fourier InfraRed Spectroscopy (SNIFTIRS), contact angle and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The SNIFTIRS and QCM experiments indicates that at high pH values and under potentiostatic control the inorganic phosphates form a bidentate surface complex, even though based solely on the evidence presented here it is not possible to rule out the formation of a mixture of bi and monodentate surface complexes. The FT-IRRAS and QCM results show that the organic phosphoric and phosphonic acids (DPA and OPA) forms a monolayer of bidentate complexcs upon adsorption from ethanolic diluted solutions. These monolayers formed rapidly (in approximately 2000 seconds) on passive iron and magnetitc but they continue to rearrange from a liquid like state to a more crystallinc state. The alkyl chains presents low order even for large adsorption times this could indicate the existence of domains with different molecular orientation or order. These results are very interesting from the point of view of the enhancement of the metal/polymer stability. There is a good possibility that long chain phosphonic or phosphoric acid monolayers adsorpted on iron or steel surfaces and covalentely attached to a polymer using a proper terminal group (such a amino group) could be used to enhance the adhesion and stability of coatings. A significant pan of the research presented here was done under the direction of Prof. Dr. Martin Stratmann at the "Institut für Werkstoffwisscnchaften, Lehrstuhl für Korrosion und Oberflächentechnik (LKO), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg", Erlangen, Germany.

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Registro:
Título : Caracterización molecular de superficies de óxido de hierro en relación a modificaciones químicas por adsorción de fosfatos y fosfonatos     =    Molecular characterization of iron oxide surfaces in relation of chemical modifications in relation to phosphate and phosphonate adsorption
Autor : Castro, Pablo A.
Director : Calvo, Ernesto Julio
Año : 2001
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física
Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE). Laboratorio de Electroquímica Molecular
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Químicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3364_Castro
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : OXIDO DE HIERRO; MAGNETITA; HIERRO PASIVO; FOSFONICO; FOSFORICO; ACIDO DODECANFOSFORICO (DPA); ACIDO OCTADECILFOSFONICO (OPA); SNIFTIRS; QCM; FT-IRRAS; IRON OXIDE; PASSIVE IRON; MAGNETITE; PHOSPHONIC; PHOSPHORIC; DODECANPHOSPHORIC ACID (DPA); OCTADEYLPHOSPHONIC ACID (OPA); SNIFTIRS; QCM; FT-IRRAS
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