Síntesis, caracterización estructural de las ludwigitas de Co2InBO5, Co5Ge (BO5)2, y Ni2InBO5 preparadas por reacción de estado sólido

Abstract

Sintetiza los compuestos Co5Ge(BO5)2, Co2InBO5 y Ni2InBO5 por la técnica de reacción de estado sólido y se mejoraron la pureza del primer y último compuesto. El estudio de los boratos siempre es de gran interés, entre los materiales funcionales, debido a sus ricas variedades en estructura cristalina, gap de banda ancha, baja temperatura de síntesis, amabilidad ambiental, alta estabilidad química y física. Las ludwigitas son una clase de boratos que en su composición química no contienen agua y debido a eso se les denominan oxiboratos. Su fórmula química tiene la forma M(II)M´(III)O2BO3, donde M y M´ son iones de metal, principalmente metales de transición 3d. La caracterización estructural se realizó mediante la difracción de rayos X (DRX) en polvo. Las fases de los compuestos fueron obtenidos mediante la aplicación del programa Match a los datos de la DRX en polvo. La cuantificación de los porcentajes de las fases de los compuestos se realizó mediante el refinamiento Rietveld aplicado a los datos de la DRX en polvo. El refinamiento Rietveld, reveló que se obtuvo la ludwigita Co5Ge(BO5)O2, con un porcentaje de fase de 98.75%, y la impureza Co2GeO4, con porcentaje de fase de 1.25%. De igual forma, se sintetizó la ludwigita Co2InBO5, con un porcentaje de fase de 98.18%, y la impureza In2O3, con un porcentaje de fase de 1.82%. La síntesis de la ludwigita de Ni2InBO5 fue para mostrar una técnica de mejoramiento de la pureza del compuesto, con resultados sorprendentes. El programa Vesta permitió visualizar las estructuras de bajas dimensiones en forma de escaleras de tres patas (three leg ladder) 313 y 424 y las celdas unitarias de los compuestos sintetizados. Las estructuras de bajas dimensiones son los que los diferencian de otros tipos de oxiboratos y que les dan el carácter de únicos en su especie y responsables de sus extraordinarias propiedades físicas.