Birnesitas obtenidas mediante cambio iónico. Evolución estructural con la calcinación

Birnessites containing Na+ or K+ in the interlayer have been prepared following a sol-gel method, with an initial glucose/cation ratio of 1 or 1.5. The solids have been submitted to ion exchange with Li+, Mg2+, and Cu2+, and all the materials have been characterised by several physicochemical techniques (elemental chemical analysis, X-ray diffraction, FT-IR spectroscopy, thermal analysis and specific surface area assessment). Total cation exchange was not achieved in any case, although sodium is better exchanged than potassium. Exchange is larger for Li+, lower for Cu2+ and even lower for Mg2+. Ionic exchange is topotactic, and the layered structure is maintained in all cases, with an interlayer spacing close to 7 Å. The samples are stable up to 600 °C; above this temperature cryptomelane (a 2x2 tunnel structure) is formed in most of the samples containing potassium, while LiMn2O4 spinel is formed is Li was present in the birnessite.Se han preparado birnesitas con Na+ o K+ en la interlámina mediante un método sol-gel, con una relación inicial glucosa/catión de 1 y 1.5. Estas muestras se han sometido a cambio iónico con los cationes Li+, Mg2+ y Cu2, caracterizando las muestras intercambiadas por diversas técnicas (análisis químico elemental, difracción de rayos X, espectroscopía FT-IR, análisis térmico y determinación de superficie específica). En ningún caso se alcanza un cambio iónico completo de los iones sodio o potasio iniciales, aunque el sodio se intercambia en mayor medida que el potasio. El intercambio es más efectivo al incorporar el Li+, menor en el caso del Cu2+ y menos eficiente, todavía, al incorporar Mg2+. El cambio iónico se produce topotácticamente, manteniéndose en todos los casos la estructura laminar con una distancia interlaminar de, aproximadamente, 7 Å. Las muestras son estables hasta 600 ºC; a partir de esta temperatura se produce la transformación a estructura túnel 2x2 (criptomelano) en el caso de la birnesita de K y a la espinela de Li-Mn (LiMn2O4) en el caso de tener Li en la interlámina.