Lanthanum Molybdates: a comprehensive study for hydrogen separation membranes

Abstract

En esta Tesis doctoral, los materiales La6−xMoO12−δ (0 ≤ x ≤ 0.8) se investigan como una nueva familia de conductores cerámicos de protones. Se obtienen diferentes fases polimórficas con estructura romboédrica y cúbica, dependiendo de la velocidad de enfriamiento aplicada durante el proceso de síntesis. Después, se prepararon materiales cristalinos de La6−xMoO12−δ con diferentes proporciones de lantano/molibdeno (0,6 ≤ x ≤ 3,0). Se evaluó la influencia del contenido de lantano, la temperatura de sinterización y la velocidad de enfriamiento en el rango de existencia de fase y el polimorfismo. Reaparecen las mismas fases y se resolvieron estructuralmente de estas superestructuras romboédricas, 7 × 7 × 1 y 5 × 5 × 1, se ha logrado con éxito mediante estudios de microscopía electrónica de transmisión y difracción de polvo de neutrones. A medida que la relación La/Mo disminuye, la simetría cúbica se estabiliza, aunque se produce una transformación de fase de cúbica a monoclínica a una velocidad de enfriamiento baja. Estos materiales se doparon (Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ti4+, Zr4+ y Nb5+). Se obtienen resultados interesantes para el dopaje con Nb, La5.4Mo1−xNbxO11.1−x/2, donde se obtienen compuestos individuales en el rango de composición 0 ≤ x ≤ 0.2. Estos materiales se caracterizan por completo mediante técnicas estructurales como la difracción de rayos X y de polvo de neutrones y la microscopía electrónica de transmisión, que confirman de forma independiente los cambios de polimorfismo. Las estructuras catiónicas y aniónicas de los conductores de protones La5.4MoO11.1 se han modificado mediante dopaje con metal (Ti4+, Zr4+ y Nb5+) y flúor (F-). Este efecto sinérgico conduce a la estabilización de polimorfos monofásicos y de alta simetría. Los materiales se han caracterizado por completo mediante diversas técnicas estructurales. Se midio la conductividad de los materiales que tiene valores adecuados para aplicaciones en membranas de separación de hidrogeno.