Síntesis y caracterización de fosfatos y fosfonatos laminares de titanio (IV)

Abstract

En la síntesis de fosfatos de titanio (IV) se obtuvieron, por precipitación directa, materiales de diversos grados de cristalinidad. Los sólidos amorfos se sintetizaron en forma granular a partir de disoluciones acuosas de TiCl4 y H3PO4, con posterior inmersión de la mezcla de reacción en un medio orgánico. Entre los compuestos semicristalinos, se obtuvo el primer hidroxofosfato de titanio (IV) laminar: Ti(OH)2(HPO4)H2O. Las variedades alfa y gamma del fosfato de titanio (IV) se obtuvieron en forma policristalina, empleándose tres métodos de síntesis. En dos de ellos se complejó el titanio (IV), con HF o H2O2, mientras que en el tercero se partió de Ti (III). En todos ellos, se controlo la cantidad de titanio (IV) en disolución, propiciando la reacción lenta con el H3PO4 y, por tanto, la aparición de materiales cristalinos. Se investigó la reacción de los fosfatos de titanio (IV) con vapores de alquilaminas lineales y con disoluciones de ácidos fosfónicos. Los materiales amorfos granulares experimentan un proceso de reorganización estructural como consecuencia de las reacciones de intercalación, con formación de compuestos semicristalinos; se observó que las aminas interaccionan únicamente con los centros ácidos (grupos hidrogeno- y dihidrogenofosfato), mientras que los ácidos fosfónicos lo hacen con los centros básicos (grupos hidroxilo). El alfa-fosfato de titanio sustituye parte de sus grupos hidrogenofosfato por fosfonato, manteniendo prácticamente inalterada la estructura de sus láminas. El gamma-fosfato de titanio evoluciona hacia la forma alfa como consecuencia de su reacción con ácidos fosfónicos, discutiéndose este hecho en función de datos estructurales. Se prepararon fosfonatos de titanio (IV) por precipitación directa a partir de disoluciones de titanio (IV) complejado con HF o H2O2 y de Ti (III) en presencia de ácido fosfónico. La morfología de los compuestos esta fuertemente influida por el procedimiento de síntesis.