Desarrollo de un modelo de la distribución de densidad de dispersión a partir de difractogramas para obtener parámetros estructurales de materiales mesoporosos ordenados.

Director: Alberto Celi, PhD

Los materiales mesoporosos son materiales de escala nanométrica que se caracterizan por presentar poros del orden entre 2 nm y 50 nm que forman una estructura ordenada, por lo cual se llaman materiales mesoestructurados. Debido a este ordenamiento de nanoescala, estos materiales mesoporosos ordenados (MMO) exhiben varios picos de difracción en la región de bajos ángulos de reflexión. Las posiciones y las intensidades de los picos de difracción, arrojan información importante sobre la red cristalina y la distribución de densidad. A partir del análisis y modelización de la distribución de densidad se pueden obtener los parámetros de estructura, tales como tamaño de mesoporo, forma, conectividad, espesor de la pared, etc, los cuales son de fundamental importancia para estudiar las propiedades y los mecanismos de formación de los MMOs.

Dado que estos materiales, a diferencia de los sólidos cristalinos, normalmente no exhiben una estructura cristalina u organización atómica de largo alcance, no se pueden aplicar los métodos clásicos de difracción cristalográfica para realizar análisis de su estructura. En este proyecto se pretende realizar análisis cristalográfico a partir de resultados de DRX y si es posible, de BET.

Utilizando las posiciones de los picos del difractograma obtenido a bajos ángulos del material mesoporoso ordenado, se realizará el análisis clásico cristalográfico respectivo para determinar parámetros de red, simetría de la red, distancias entre poros, tamaños y formas de poro, distribución de poros, etc. Es decir, se determinarán las dimensiones del ordenamiento estructural del material en estudio. Se analizarán las intensidades de los picos obtenidos del difractograma de rayos X del material proporcionado, y siguiendo los procedimientos dados por distintas publicaciones sobre análisis de difractogramas de rayos X sobre MMOs, se desarrollará un modelo de distribución de densidad de dispersión.

Obtenido el modelo de distribución de dispersión se procede a calcular un factor de estructura, el cuadrado del cual, al ser proporcional a las intensidades de los picos, permite obtener intensidades de picos calculados. La comparación entre las intensidades observadas y las intensidades calculadas, permitirá minimizar estas diferencias vía la modificación de los parámetros que ajustan el modelo de distribución de densidad, mediante procesos iterativos y técnicas referenciadas en distintas publicaciones, como el método de refinamiento de Rietveld, el método de minimización de diferencias de derivadas de Solovyov y otros.