2.7 Modulation Schemes for PLC Systems
2.7.3 Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Partiendo de los precursores presentados en el Apartado 2.1. del Capítulo 2:
Materiales, se estudiaron cuatro vías o rutas diferentes para sustituir los aniones
carbonato presentes en el espacio interlaminar por aniones dodecil sulfato. En función de las rutas utilizadas es de esperar que se encontraran diferencias sobretodo en lo que respecta a cristalinidad y composición química de los híbridos obtenidos.
A continuación se describen de forma general de las cuatro rutas estudiadas:
Ruta a) Reconstitución directa:
El proceso de reconstitución directa consistió en la calcinación previa del LDH precursor para convertirlo en los óxidos correspondientes de magnesio y aluminio y posteriormente reconstituir el hidróxido mezclando dichos óxidos, bajo agitación continua y atmósfera inerte, en una disolución acuosa de aniones dodecil sulfato.
Ruta b) Reconstitución en dos pasos:
Al igual que en la ruta anterior, el primer paso fue calcinar el LDH precursor, pero en este caso los óxidos resultantes se dispersaron en una disolución acuosa de aniones cloruro para formar un LDH intermedio. Posteriormente se llevo a cabo una reacción de intercambio iónico dispersando el LDH con aniones cloruro en una disolución acuosa de aniones dodecil sulfato.
Ruta c) Intercambio directo:
En este procedimiento se procedió al intercambio directo de los aniones carbonato por aniones dodecil sulfato mediante la dispersión del LDH precursor en una disolución acuosa de aniones dodecil sulfato.
Capítulo 3. Procedimientos y técnicas experimentales
Ruta d) Intercambio en dos pasos:
En este procedimiento primero se intercambiaron los aniones carbonato del precursor por aniones cloruro mediante reacción de intercambio iónico, formándose un compuesto intermedio con aniones cloruro. Posteriormente se intercambiaron los cloruros por aniones dodecil sulfato, igualmente por reacción de intercambio iónico.
Así pues, siguiendo las rutas descritas anteriormente, se preparó un LDH híbrido a partir de los dos precursores de partida. Como se puede observar en la Figura 3.1., partiendo del LDH1 se probaron las rutas a) y b) de reconstitución directa y reconstitución de dos pasos, resultando los compuestos HTDS1, HTDS2 y HTDS3. Para obtener lo dos primeros (HTDS1 y HTDS2) se utilizó la misma ruta, la reconstitución directa, pero con diferente concentración de aniones dodecil sulfato en el medio acuso de reconstitución. El tercer híbrido (HTDS3) se preparó mediante la ruta de reconstitución en dos pasos.
En cuanto al híbrido preparado a partir del LDH2, se prepararon tres compuestos mediante las rutas b), c) y d) de intercambio directo, intercambio en dos pasos y reconstitución en dos pasos. Tal como se puede ver en la Figura 3.1., el híbrido SyDSdir fue obtenido mediante la ruta c), intercambiando directamente los aniones carbonato por los aniones dodecil sulfato. El híbrido SyDS se preparó mediante el intercambio en dos pasos: primero se intercambiaron los aniones carbonato por los cloruros (SyCl) para posteriormente intercambiar estos últimos por aniones dodecil sulfato. Finalmente el híbrido SyDScal fue preparado mediante la ruta de reconsitución en dos pasos, siguiendo el mismo procedimiento experimental utilizado que para preparar el híbrido HTDS3.
Capítulo 3. Procedimientos y técnicas experimentales
Figura 3.1. Esquema de las rutas llevadas a cabo para obtener el LDH híbrido a partir de los LDHs precursores.
b)
a) Reconstitución directa b) Reconstitución en dos pasos c) Intercambio directo
d) Intercambio en dos pasos
Óxidos de Mg y Al (HTcal) Calcinación a 550 ºC Reconstitución directa con DS Reconstitución con Cl- Intercambio iónico con DS LDH híbrido HTDS1 Intermedio HTCl LDH híbrido HTDS3 LDH híbrido HTDS2 Precursor LDH1 Intercambio iónico con DS Reconstitución con Cl- Intercambio iónico con DS
a)
LDH híbrido SyDSdir Intermedio SyClcal LDH híbrido SyDScal Precursor LDH2 Óxidos de Mg y Al (Sycal) Intercambio iónico con DS Intercambio iónico con DS LDH híbrido SyDS Intermedio SyClb)
c)
d)
Calcinación a 550 ºCCapítulo 3: Procedimientos y técnicas experimentales
A continuación se describen los detalles experimentales de la preparación de los diferentes compuestos presentados en la Figura 3.1.
A partir del precursor LDH1:
i) HTcal (Calcinación): Se obtuvo mediante calcinación del LDH1 en un horno mufla (en atmósfera de aire) a 550ºC durante 3 horas.
ii) HTDS1 (Reconstitución directa): Se preparó mezclando en un recipiente con atmósfera de nitrógeno una disolución acuosa de aniones dodecil sulfato en una concentración de dos veces la capacidad de intercambio iónico (AEC) del precursor. Se mantuvo en agitación durante un día. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
iii) HTDS2 (Reconstitución directa): Procedimiento idéntico al anterior pero utilizando una concentración de aniones dodecil sulfato igual a la AEC del precursor.
iv) HTCl (Reconstitución en presencia de cloruros): Este compuesto se preparó mezclando en un recipiente con atmósfera de nitrógeno una disolución acuosa de cloruro sódico (con una concentración tres veces superior a la AEC del precursor) y HTcal. Se mantuvo en agitación el conjunto durante 24 horas. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
v) HTDS3 (Intercambio a partir de HTCl): Para preparar este híbrido se mezcló la pasta resultante del proceso de anterior con una disolución acuosa de aniones DS en una concentración dos veces superior a la AEC del precursor. Se mantuvo el sistema en agitación durante tres días bajo atmósfera de nitrógeno. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
Capítulo 3. Procedimientos y técnicas experimentales
A partir del precursor LDH2:
vi) Sycal (Calcinación): Se preparó calcinando el LDH2 en un horno mufla (con atmósfera de aire) a 550ºC durante 3 horas.
vii) SyClcal (Reconstitución en presencia de cloruros): Para preparar este compuesto intermedio se mezclaron en un recipiente con atmósfera de nitrógeno una disolución acuosa de cloruro sódico (con una concentración dos veces superior a la AEC del precursor) y Sycal. Se mantuvo el sistema en agitación durante 24 horas. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
viii) SyDScal (Intercambio a partir de SyClcal): La pasta resultante del proceso anterior mezcló con una disolución acuosa de aniones DS (en una concentración dos veces superior a la AEC del SyClcal). Se mantuvo el sistema en agitación durante tres días en atmósfera de nitrógeno. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
ix) SyCl (Intercambio de carbonatos por cloruros): Este compuesto se preparó mezclando el LDH2 con una disolución acuosa de aniones cloruro (en una concentración tres veces superior a la AEC). Se mantuvo el sistema en agitación durante 5 horas. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
x) SyClcal (Reconstitución en presencia de cloruros): Este compuesto intermedio se preparó mezclando en un recipiente con atmósfera de nitrógeno una disolución acuosa de cloruro sódico (en una concentración tres veces superior a la AEC) y Sycal. Se mantuvo en agitación el conjunto durante 24 horas. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
xi) SyDS (Intercambio de cloruros por aniones dodecil sulfato): Para preparar este híbrido, la pasta resultante del proceso anterior (SyCl) se mezcló con una disolución acuosa de aniones DS en una concentración dos veces superior a la
Capítulo 3: Procedimientos y técnicas experimentales
AEC del SyCl. Se mantuvo el sistema en agitación durante tres días y bajo atmósfera de nitrógeno. El precipitado se lavó con agua destilada y se secó en estufa a 105ºC.
xii) SyDSdir (Intercambio de carbonatos por aniones DS): Se preparó mezclando el LDH2 con una disolución acuosa de dodecil sulfato en una concentración dos veces superior a la AEC teórica del precursor. Se mantuvo el sistema en agitación durante 72 horas. El precipitado se filtró y lavó con agua destilada para posteriormente secarlo en estufa a 105ºC.
Además de los compuestos anteriores se prepararon dos compuestos homólogos a los precursores LDH1 y LDH2 para utilizarlos como referencia en la caracterización de los compuestos preparados por reconstitución, a saber:
i) HTCO3 (Reconstitución en presencia de carbonatos): Se preparó mezclando
una disolución acuosa de carbonato sódico (en una concentración dos veces superior a la AEC teórica del precursor LDH1) y HTcal.
ii) SyCO3 (Reconstitución en presencia de carbonatos): Se preparó siguiendo el
mismo procedimiento experimental que para el HTCO3 pero en este caso se partió del precursor LDH2.