Alluminofosfati

Gli alluminofosfati (AlPO) sono materiali cristallini microporosi neutri, con pori di dimensione massimo dei 15 ångström Å (m^-10).

Hanno strutture altamente cristalline e porosità controllate, regolari ed elevata area superficiale, vengono utilizzate come setacci molecolari e catalizzatori.

Alcune loro strutture sono analoghe alle zeoliti come, ad esempio, la AlPO-34 strutturalmente uguale alla cabasite mentre altre non hanno nessun analogo fra le zeoliti.
Le AlPO sono costituite da all'alluminio e fosforo.
Il fosforo e l'alluminio sono presenti in unità tetraedriche connesse fra loro dall'ossigeno. Sono composti neutri; ciò è dovuto alla sostituzione del Si⁺⁴ da parte P⁺⁵ questo fa sì che nella struttura della AlPO, formalmente rappresentabile come -Al-O-P- che l'ossigeno sia bilanciato completamente dal fosforo.

AlPO metallo sostituite

L'acronimo è Me-APO; sono AlPO dove alcuni atomi di Al⁺³, sono sostituiti da cationi metallici bivalenti, es: Co, Mg, Zn, Ni.
Le sostituzioni creano una lacuna elettronica sull'ossigeno tra il P e il metallo creando un sito accettore di e^-, acido.

Sintesi

La sintesi delle AlPO avviene tramite cristallizzazione idrotermale, usando una miscela di Al(OH)₃, H₂PO₄, con acido fluoridrico (HF) e un direttore di struttura, templante. Questo gel viene immesso in una camicia di teflon dentro un'autoclave e scaldato dai 150 ai 165 °C sotto pressione autogena per 7-8 giorni. Il prodotto viene filtrato, lavato con acqua distillata e seccato. Ora il templante organico, intrappolato nei micropori viene rimosso per liberarli e rendere attive le AlPO, tramite calcinazione in flusso d'aria a 800-850 °C per 12-16 ore.
Per preparare delle Me-APO bisogna aggiungere il sale del metallo nella soluzione prima di aggiungere il templante. Queste sono le linee guida; poi per ogni AlPO ci saranno condizioni operative diverse che permetteranno di avere AlPO con un'unica fase cristallografica ben definita ed una maggiore cristallinità.

Caratterizzazione

Le AlPO sono studiate tramite la diffrazione dei raggi X, per poterne capire le fasi, la cristallinità e dimensione dei grani, l'analisi termogravimetrica per studiare la stabilità termica alle varie temperature.