SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE CARBUROS DE NÍQUEL ...

Acta Microscopica, Vol. 18, Supp. C, 2009 225
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE CARBUROS DE NÍQUEL-VANADIO
Myloa Morgado 1 , Alexandra García 2 , Paulino Betancourt 2 , Carlos Rojas 1 y Nuri Díaz 1
1 Centro de Microscopía Electrónica “Dr. Mitsuo Ogura”, Facultad de Ciencias, Universidad
Central de Venezuela, Caracas, Venezuela. myloa.morgado@ciens.ucv.ve,
carlos.rojas@ciens.ucv.ve
2 Laboratorio de Tratamiento Catalítico de Efluentes, Centro de Catálisis, Petróleo y
Petroquímica, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela.
paulino.betancourt@ciens.ucv.ve
Los carburos de metales de transición representan una notable opción hacia las
reacciones de hidrotratamiento catalítico, debido a sus altas conversiones y resistencia
mecánica 1 .
En el presente trabajo se sintetizaron una serie de carburos bimetálicos soportados de
níquel-vanadio, empleando el método de Reducción a Temperatura Programada (RTP) 2 , usando
como agente carburizante gas natural venezolano. Para ello, se prepararon los precursores
oxídicos de Ni-V, con relaciones atómicas Ni/(Ni + V) de 0, 0,25; 0,33; 0,5; 0,75 y 1,0, a partir
de las mezclas de soluciones acuosas de Ni(NO3)2.6H2O y VCl3. Estas sales fueron colocadas en
un mortero y se le añadió 10 gotas de ácido acético 0.1M y se trituró hasta obtener una mezcla
homogénea. Esta mezcla se colocó en una estufa a 100°C durante 24 horas. Para la síntesis de
los carburos se sometieron los precursores a RTP, usando una rampa de calentamiento de
18ºC/min hasta alcanzar una temperatura final de 750ºC y mantenida a esa temperatura por 1h,
todo bajo una mezcla de gas natural (20%) en H2, posteriormente la muestra fue enfriada hasta
temperatura ambiente y pasivada con N2.
Para la caracterización de los carburos fueron empleadas las técnicas Microscopía
Auger de Barrido (SAM) y difracción de rayos X (DRX) y adsorción de N2 a 77K (B.E.T).
Para el análisis Auger, se usó un equipo JOEL Jamp7810 Auger Microprobe. En los espectros
Auger se pudo determinar las señales definidas de carburo níquel-vanadio. En la figura 2a se
observa a 263eV una señal poco intensa de carburo con relación a las bandas de vanadio que se
atribuyen en 428, 469 y 509eV. Esta relación de intensidades de las señales carburo/vanadio, se
mantuvo indiferentemente de las relaciones molares de níquel-vanadio. Por otro lado, en las
bandas 469 y 509eV existe un solapamiento con las bandas de oxígeno que se encuentran en
466 y 503eV; lo que indica un alto nivel de oxidación de los sólidos; resultados que fueron
corroborados en los análisis de difracción de rayos X. Las señales de níquel fueron atribuidas a
las bandas 707, 772 y 884eV que se observan en la figura 2b. Las micrografías de barrido
obtenidas en el SAM observamos que los sólidos presentan un tamaño de partícula del orden
micrométrico y aglomeración de partículas (ver figura 2)
Los DRX de los sólidos fueron obtenidos en un equipo Bruker D8 Advance con ánodo
de cobre. En el análisis de DRX de los sólidos, se pudo determinar una mezcla de fases,
encontrándose en mayor proporción el óxido de vanadio V2O3. Esta fase de óxido confirma lo
obtenido en los análisis Auger, indicando el alto nivel de oxidación en el bulk del sólido. Sin
embargo, la misma fase disminuye con el descenso en la concentración de vanadio en los
sólidos, aumentando de manera proporcional las señales de Ni/NiC. Adicionalmente se
encuentra la fase, aunque en menor proporción de carburo de vanadio, V8C7. Esto se puede
corroborar en la figura 3.
Las medidas de área superficial específica para estos sólidos se encuentran en el rango
de 86 a 96m 2 /g, presentando una tendencia a disminuir cuando se incrementa el porcentaje de
níquel en el sólido. Por otro lado, las medidas del volumen de poro de estos sólidos se encuentra
alrededor de 6,6cm 3 /g, a excepción del sólido con relación Ni/(Ni+V) 0,33, cuyo valor fue
7,9cm 3 /g.

a)
b)
Acta Microscopica, Vol. 18, Supp. C, 2009 226
Figura 1: Espectros de Auger de los sólidos sintetizado con una relación a) Ni/(Ni+V) de 0; b)
una relación Ni/(Ni+V) de 0,75.
Figura 2: Micrografías de barrido realizados en el SAM de los sólidos obtenidos
Figura 3: Patrones de difracción de los sólidos sintetizados con las diferentes relaciones de
Ni/(Ni+V). ▲ V8C7, ■ Ni/NiC, • V2O3
Referencias
1) P. Rodriguez, J. Brito, A. Albornoz, M. Labadí, C. Pfaff, S. Marrero, D. Moronta y
P.Betancourt “Comparison of vanadium carbide and nitride catalyst for hydrotreating”
Catalysis Communications 2 (2004) 79-82
2) R. Kapoor y S. T. Oyama.”Synthesis of Vanadium Carbide by Temperature Progemmed
Reaction” J.of solid state Chemistry 120, 320-326 (1995)