Electrostatic heteroaggregation processes arising in two-component colloidal dispersions

Resumen

La Tesis se centra en los procesos de heteroagregación en dispersiones coloidales bicomponentes, cuyas partículas son todas de igual tamaño pero con cargas eléctricas opuestas. Es un fenómeno fundamental para la síntesis de materiales nanocompuestos, de gran interés industrial. Se ha estudiado tanto las tasas de agregación como el comportamiento cinético, en función de dos variables: (ion) (concentración de electrolito del medio) y x (fracción de partículas de cada especie). La Tesis dos vertientes complementarias: experimental y de simulación. El estudio experimental se basa en la dispersión de luz por agregados individuales, SCLS, que nos permite determinar la distribución de tamaños de agregado, CSD, sin necesidad de recurrir a un modelo para su estructura. Otras técnicas se han utilizado en menor medida (nefelometría, movilidad electroforética..). El estudio por simulación utiliza dos tipos de simulaciones de dinámica Browniana, BDS: 1,- BDS con reglas de contacto, para interacciones entre partículas de corto alcance. 2,- BDS con interacciones DLVO-HHF, para otros casos. Finalmente, la Tesis se ha completado con otros métodos numéricos, destacando un algoritmo estocástico para resolver la ecuación de coagulación. Los puntos principales del trabajo son: 1,- Selección y caracterización de los sistemas experimentales y adaptación del dispositivo de SCLS. 2,- Medida de la tasa de formación de dímeros, tanto k-S (constante cinética efectiva) como k- {AB} (constante cinética absoluta), frente a (ion). Encontramos que k-S toma 1,- Valores DLCA para (ion) altas. 2,- La mitad de ese valor para (ion) intermedias. 3,- Valores mucho mayores para (ion) muy bajas. Se ha encontrado un buen acuerdo al comparar nuestras medidas con las predicciones teóricas de la teoría DLVO-HHF y con la simulaciones con interacciones. 3,- Determinación de los regímenes de heteroagregación en si