Caracterización molecular de superficies de óxido de hierro en relación a modificaciones químicas por adsorción de fosfatos y fosfonatos

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El objetivo de este trabajo de Tesis es el estudio de la interacción a nivel molecular entrefosfatos (fosfato inorgánico y ácidos fosfóricos y fosfónicos de cadena larga) y superficiesde óxidos dc hierro. El estudio dc la adsorción sobre óxidos de hierro de compuestos quecontienen el grupo funcional...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Castro, Pablo A.
Formato: Tesis Doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2001
Materias:
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)
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3364_Castro
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description El objetivo de este trabajo de Tesis es el estudio de la interacción a nivel molecular entrefosfatos (fosfato inorgánico y ácidos fosfóricos y fosfónicos de cadena larga) y superficiesde óxidos dc hierro. El estudio dc la adsorción sobre óxidos de hierro de compuestos quecontienen el grupo funcional fosfato es de gran interés en varios campos de la ciencia quevan 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 medioalcalino y magnetita (Fe3O4), tanto de origen geológico como artificial. geological andartificial. Para el estudio de la adsorción de fosfatos inorgánicos se emplearon soluciones deortofosfato de sodio (Na3PO4, Na2HPO4 y NaHgPO4). La adsorción de ácidos fosfóricos yfosfónicos 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 talescomo 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 controlpotenciostático, 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 unamonocapa de complejos superficiales bidentados al adsorberse sobre hierro pasivo ymagnetita desde soluciones etanólicas. Estos filmes presentan un nivel de ordenamientobajo, pero continúan ordenándose con el tiempo. Estos resultados son muy interesantes desde el punto de vista de la mejora de la estabilidadde 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 Korrosionund Oberflächentechnik (LKO), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg", Erlangen, Alemania.
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El estudio dc la adsorción sobre óxidos de hierro de compuestos quecontienen el grupo funcional fosfato es de gran interés en varios campos de la ciencia quevan 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 medioalcalino y magnetita (Fe3O4), tanto de origen geológico como artificial. geological andartificial. Para el estudio de la adsorción de fosfatos inorgánicos se emplearon soluciones deortofosfato de sodio (Na3PO4, Na2HPO4 y NaHgPO4). La adsorción de ácidos fosfóricos yfosfónicos 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 talescomo 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 controlpotenciostático, 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 unamonocapa de complejos superficiales bidentados al adsorberse sobre hierro pasivo ymagnetita desde soluciones etanólicas. Estos filmes presentan un nivel de ordenamientobajo, pero continúan ordenándose con el tiempo. Estos resultados son muy interesantes desde el punto de vista de la mejora de la estabilidadde 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 Korrosionund Oberflächentechnik (LKO), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg", Erlangen, Alemania. The objective of this thesis research is the study of the interaction between phosphatespecies (inorganic phosphate and long chain organic phosphoric and phosphonic acids) andiron oxide surfaces at the molecular level. The study of the adsorption of compoundscontaining the phosphate group on iron oxide is of great interest for many fields of scienceand technology from soil and natural water Chemistry to corrosion protection. As a model iron oxide surface alkaline passivated iron surfaces and geological and artificialmagnetite (Fe3O4) were chosen. For the study of inorganic phosphate adsorption on thesesurfaces solutions of sodium orthophosphate salts (i.e. Na3PO4, Na2HPO4 and NaH2PO4)were used. The adsorption of long chain organic phosphoric and phosphonic acids wasstudied 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), contactangle and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The SNIFTIRS and QCM experiments indicates that at high pH values and underpotentiostatic control the inorganic phosphates form a bidentate surface complex, eventhough based solely on the evidence presented here it is not possible to rule out theformation 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 ethanolicdiluted solutions. These monolayers formed rapidly (in approximately 2000 seconds) onpassive iron and magnetitc but they continue to rearrange from a liquid like state to a morecrystallinc state. The alkyl chains presents low order even for large adsorption times thiscould 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 themetal/polymer stability. There is a good possibility that long chain phosphonic orphosphoric acid monolayers adsorpted on iron or steel surfaces and covalentely attached toa polymer using a proper terminal group (such a amino group) could be used to enhance theadhesion 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 Korrosionund Oberflächentechnik (LKO), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg", Erlangen, Germany. Fil: Castro, Pablo A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2001-07 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3364_Castro

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