Effect of the thermal annealing on the phase transitions of biogenic CaCO3 nanostructures
Document title: Effect of the thermal annealing on the phase transitions of biogenic CaCO3 nanostructures
Journal: Journal of the Mexican Chemical Society
Database: PERIÓDICA
System number: 000437848
ISSN: 1870-249X
Authors: 1
1
1
1
1
2
1
1
Institutions: 1Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Villahermosa, Tabasco. México
2Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán. México
Year:
Season: Ene-Mar
Volumen: 63
Number: 1
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract El objetivo de esta investigación, es el reúso de desechos de conchas de ostión (WOS), para obtener polvos de carbonato de calcio (CaCO3) e hidróxido de calcio (Ca(OH)2) nanoestructurados, utilizando tratamientos térmicos en atmósfera de aire (500, 700 y 900 °C). Previamente a los procesos térmicos, las conchas de ostión fueron sometidas a un proceso de molienda para decrecer su tamaño (Tamaños menores a 0.074 mm). El efecto del tratamiento térmico en las propiedades estructurales y morfológicas de los polvos de WOS se analizaron por FTIR, DRX, SEM Y HRTEM. Los resultados de Rayos X indican que los polvos de WOS en sus estados natural y tratados térmicamente contienen dos fases cristalinas de CaCO3: la forma romboédrica para la calcita, con un tamaño de cristalito de aproximadamente 24 nm y trazas de aragonita en la fase ortorrómbica. A 700 °C los polvos de WOS se transforman a hidróxido de calcio (Ca(OH)2), también conocido como portlandita, atribuido a la absorción de agua durante la descomposición térmica del CaCO3. Esta forma cristalina no cambia por efecto de incrementar la temperatura a 900 °C. Los análisis de SEM y HRTEM, revelan que con un tratamiento térmico a los polvos de WOS es posible obtener CaCO3 nanoestructurado. Los análisis de FTIR, corroboran el origen biogénico del CaCO3, por la presencia de los grupos amidas. El CaCO3 nanoestructurado obtenido por molienda y tratamientos térmicos de los WOS, puede ser utilizado como agente secante o aditivo
English abstract The issue of the present research lays its foundation on the proposal of the Crassostrea virginica waste oyster shells (WOS) reuse to obtain calcium carbonate powder (CaCO3) and calcium hydroxide (Ca(OH)2) nanostructured, using thermal annealing treatments. The oysters shells were subjected to a previous physical grinding process to decrease their size (smaller sizes 0.074 mm). The parameter studied was the effect of annealing temperature (500, 700 and 900 °C in air atmosphere) on the structural properties and morphology of the powders by FTIR, XRD, SEM and HRTEM. The X-ray diffraction results indicate that the WOS in their natural state and thermally annealed at 500 °C have two phases of CaCO3 the rhombohedral form for calcite with crystallite size around 24 nm and aragonite traces in orthorhombic phase. At 700 °C, the WOS powder is transformed into calcium hydroxide, also known as portlandite (Ca(OH)2), attributed to the absorption of water released during the thermal decomposition of CaCO3. This crystalline phase does not change when the temperature increases to 900 °C. The SEM and HRTEM analysis of WOS powders reveals that with a thermal annealing treatment it is possible to obtain nanostructured CaCO3. FTIR analysis demonstrates the biogenic origin of CaCO3, due to amide groups. The nanostructured CaCO3 obtained by grinding and thermal annealing of WOS, can be used as drying agent, or as additive in ceramic and glass
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería de materiales,
Compuestos biológicos,
Nanoestructuras,
Ostras,
Crassostrea virginica,
Calcita,
Aragoníta,
Portland,
Carbonato de calcio,
Hidróxido de calcio
Keyword: Materials engineering,
Biological materials,
Nanostructures,
Oysters,
Crassostrea virginica,
Calcite,
Aragonite,
Portland,
Calcium carbonate,
Calcium hydroxide
Full text: Texto completo (Ver HTML) Texto completo (Ver PDF)