En el desarrollo de este objetivo se pretende la preparación, caracterización y estudio de propiedades de los polimorfos zircón y scheelita correspondientes a la familia de óxidos RCrO₄ (R=tierra rara).

En estos materiales se ha descubierto recientemente que uno de los miembros de la familia del zircón presenta el efecto magnetocalórico gigante.

Es también un objetivo el estudio del comportamiento magnético de nanopartículas de ferrita superficialmente estabilizadas y funcionalizadas, así como su evaluación para ser utilizadas en diferentes aplicaciones principalmente en la degradación fotocatalítica de contaminantes.

Las actividades previstas para la consecución de los objetivos propuestos son:

Actividad 1:  Preparación de fases tipo zircón y scheelita RCrO4. El equipo de investigación es pionero en la preparación de estos materiales y por tanto la metodología a seguir es la ya utilizada en trabajos anteriores.

Actividad 2: Obtención de las fases Mn₂SbO₆. En una segunda etapa del proyecto se va a proceder a la preparación de materiales con composición Mn2SbBO6 (B= Fe, Co, Bi, Sc y Ho) que presenta diferentes polimorfos en función del método de síntesis utilizado.

Actividad 3: Síntesis de nanopartículas de composición MFe₂O₄ (M: Fe, Co, Ni and Zn) con tamaño de partícula controlado, estabilizadas con moléculas orgánicas y funcionalizadas con grupos ácidos, amino y tiol.

Actividad 4: Caracterización estructural y microestructural de las fases obtenidas. Se realizará mediante de difracción de Rayos X, electrones y neutrones, microscopía electrónica de alta resolución y barrido así como las espectroscopías FTIR y Raman. El estudio de la estabilidad térmica de los diferentes materiales se llevará cabo a partir de medidas de ATG y DSC en diferentes atmósferas (inerte, oxidante y reductora).

Actividad 5: El estudio de las propiedades magnéticas. Este estudio se va a abordar mediante las medidas de magnetización y susceptibilidades magnéticas a diferentes temperaturas y campos magnéticos. La determinación de la estructura magnética de los materiales obtenidos mediante difracción de neutrones es uno de los objetivos a abordar en el proyecto. La espectroscopía Mössbauer será asimismo una herramienta muy útil en la caracterización magnética de este grupo de materiales.

Actividad 6: Estudio del efecto magnetocalórico. Se efectuará a partir de las curvas de magnetización obtenidas a temperaturas próximas a las de la transición magnética y a partir del incremento de temperatura utilizando para ello medidas de calorimetría adiabática.

Actividad 7: Procesado de materiales mediante el moldeo por inyección de polvos (PIM).

Actividad 8: Evaluación de la actividad de los materiales preparados en la degradación fotocatalítica de diferentes contaminantes en disolución.

 

Los hitos previstos en el desarrollo del programa de investigación dentro de este objetivo son:

A los 18 meses:

1. Obtención de nuevos polimorfos en las familias RCrO₄ y Mn₂SbMO₆ a presión ambiente y altas presiones
2. Síntesis de nanopartículas funcionarizadas
3. Caracterización estructural y microestructural
4. Caracterización magnética

De18  a 36 meses:

1. Medida de efecto magnetocalórico
2. Determinación de estructuras magnéticas
3. Evaluación actividad catalítica de nanopartículas

De 36  a 48 meses:

1. Procesado de piezas para su utilización como materiales magnetocalóricos
2.  Test de viabilidad
3. Oferta tecnológica