Sol-Gel Synthesis of Calcium-Deficient Hydroxyapatite: Influence of the pH Behavior during Synthesis on the Structural, Chemical Composition and Physical Properties

This work analyzes the influence of the pH on the physical-chemical properties of calcium-deficient hydroxyapatite synthesized by the sol-gel method. The pH evolution in the course of the synthesis was followed during the drop-by-drop adding of the calcium source to the phosphorus source, for different drip rates. The structural, morphological, and textural characterizations demonstrate that increasing the drip rate up to values of 10 μl∙s−1 increases the crystallite size and the specific surface area, while the chemical and optical characterizations show that higher drip rates also increase the calcium and oxygen vacancies, related to an increase in the energy of the optical band gap. However, for the sample synthesized at a drip rate of 17 μl∙s−1, the conjunction of higher calcium and oxygen vacancies has an opposite effect in the optical properties, in comparison to the observations in the synthesized samples at lower drip rates. Finally, the thermal characterization shows that, for all cases, the thermal diffusivity values agree with the reported values elsewhere

Síntesis de hidroxiapatita y fluorapatita

La síntesis de hidroxiapatita, con sus diversas estructuras, morfologías y texturas, ha estimulado la investigación para numerosas aplicaciones en catálisis heterogénea y también como material adsorbente de especies químicas disueltas en agua. Los grupos OH- de la hidroxiapatita pueden ser parcial o totalmente sustituidos por iones F- conformando fluorapatita, que es considerado un material biomédico con estructura cristalina similar a la hidroxiapatita. En este estudio se desarrolló la síntesis de hidroxiapatita y fluorapatita por el método sol-gel y para el caso de la fluorapatita se emplearon diferentes concentraciones de flúor, con el fin de observar cambios en la morfología y estructura de la fluorapatita con respecto a la hidroxiapatita para futuras aplicaciones como materiales adsorbentes. Los resultados de caracterización demostraron que fue posible cambiar los iones OH- de la hidroxiapatita en la síntesis por iones F- para conformar la fluorapatita.The synthesis of hydroxyapatite, with its various structures, morphologies and textures, has stimulated research for numerous applications in heterogeneous catalysis and as an adsorbent material for chemical species dissolved in water. The OH- groups of the hydroxyapatite can be partially or totally substituted by F-ions forming fluorapatite, which is considered a biomedical material with a crystalline structure similar to hydroxyapatite. In this study, the synthesis of hydroxyapatite and fluorapatite by sol-gel method with different fluorine concentrations was developed in order to observe changes in the morphology and structure of fluorapatite with respect to hydroxyapatite for future applications as adsorbent materials. The characterization results demonstrated that it was possible to change the OH- ions of the hydroxyapatite in the synthesis by F- ions to form the fluorapatite

Síntesis de hidroxiapatita con hierro

La síntesis de hidroxiapatita (HAp), con sus diversas estructuras, morfologías y texturas, ha estimulado un gran interés en la investigación académica e industrial para numerosas aplicaciones de catálisis heterogénea. En los últimos treinta años, se han desarrollado varias rutas para sintetizar polvos de HAp. Ante la búsqueda de nuevos catalizadores que resulten más eficientes para ciertas reacciones que buscan la mineralización de contaminantes orgánicos presentes en agua, el presente trabajo de investigación pretende contribuir con el desarrollo de catalizadores a base de hidroxiapatita con hierro, cuidando de manera muy particular la tasa de goteo al incorporar la fuente de fosforo usando el método de síntesis húmeda. Los resultados muestran que la incorporación de hierro no modifica la estructura cristalina de la hidroxiapatita por lo que sus propiedades fisicoquímicas se verían favorecidas tras la incorporación del hierro.The synthesis of hydroxyapatite (HAp), with its diverse structures, morphologies and textures, has stimulated a great interest in academic and industrial research for numerous applications of heterogeneous catalysis. In the last thirty years, several synthetic routes have been developed to produce HAp powders. In the search for new catalysts that are more efficient for certain reactions that seek the mineralization of organic contaminants present in water, this research aims to contribute to the development of catalysts based on hydroxyapatite with iron, paying particular attention to the rate of drippings by incorporating the phosphorus source using the wet synthesis method. The results show that the incorporation of iron does not modify the crystalline structure of hydroxyapatite, so its physicochemical properties would be favored after iron incorporation

Modelo fotoacústico obtenido para una fuente periódica rectangular de calor: Estudio de la temperatura y presión en función de la frecuencia

En el presente trabajo se pretende construir un modelo matemático, basado en el proceso de difusión [1,2], que explique la generación y comportamiento de ondas de calor en el interior de una celda fotoacústica [4] de geometría cilíndrica, considerando que la fuente de calor es proporcionada por un haz de luz monocromática modulada como una onda periódica rectangular. Ya anteriormente se presentaron las soluciones de la ecuación de difusión para la celda cerrada, bajo las condiciones de frontera adecuadas [5]. En esta ocasión, presentamos las predicciones de las variaciones de presión en la cámara de gas de la celda fotoacústica, y el comportamiento del modelo bajo diferentes frecuencias de modulación; comparando las predicciones de este con el modelo (denominado por nosotros como modelo SP) con las del modelo usual, dado por Rosencwaig y Gersho (denominado modelo RG en el presente reporte)

Correción al modelo Fotoacústico para una fuente Periódica Rectangular de Calor: Influencia de la difusión y recombinación de los portadores de carga

En la referencia [1], se reporta un modelo Fotoacústico para una fuente Periódica Rectangular de Calor (SP) en la configuración de transmisión, que si bien logra, implementado dentro de la técnica fotoacústica (FA), una mejora importante en la determinación de la difusividad térmica de muestras sólidas, considera que la generación de las fuentes internas de calor es instantánea. En el presente trabajo, reportamos una corrección al modelo Fotoacústico para una fuente Periódica Rectangular de Calor (CSP), que contempla la influencia de la difusión y recombinación de los portadores de carga [2,3], analizando el comportamiento de las soluciones teóricas de las ecuaciones de transporte

A PRACTICAL MODEL FOR THE DETERMINATION OF TRANSPORT PARAMETERS IN SEMICONDUCTORS

In this paper a new and practical model for the determination of transport parameters of crystalline semiconductors, by means of the photoacoustic technique is reported. The model is based on the calculation of the photoacoustic signal for the so-called heat transmission configuration, and considers that the thermal response to periodical heating, due to light absorption, in semiconductor materials has mainly two contributions: (a) the vibrations of the crystal lattice (phonon contribution) and (b) the diffusion and recombination (bulk and superficial) of the photogenerated charge carriers. Considering these contributions as the heat sources, and using unmixed Dirichlet and Neumann boundary conditions, the solution of the heat diffusion equation, necessary for the calculation of the photoacoustic signal is obtained. In addition, an expression—describing a particular transport regime—that can be used as practical fitting function, for the more available experimental conditions, is developed. Finally, values of transport parameters for silicon wafers are obtained by fitting this model to the experimental data, showing a good agreement with the values quoted in literature

Ultrasound irradiation effect on photosynthesis and transpiration of aquatic lirium plants

To find possible causes of the photobaric response decrease in photoacoustic measurements on Aquatic Lirium plants after ultrasonic irradiations reported elsewhere contributing to understanding the effect of ultrasonic irradiation on them and searching for environmentally friendly methodologies to control this weed