Un proceso relacionado con la ruta sol-gel es el proceso Pechini, o de mezcla líquida (llamado así por su inventor estadounidense, Maggio Pechini). Una solución acuosa de óxidos o sales adecuados se mezcla con un ácido alfa hidroxicarboxílico como el ácido cítrico. La quelación, o la formación de compuestos complejos en forma de anillo alrededor de los cationes metálicos, tiene lugar en la solución. Luego se agrega un alcohol polihidroxilado y el líquido se calienta a 150–250 °C (300–480 °F) para permitir que los quelatos se polimericen o formen grandes redes reticuladas. A medida que se elimina el exceso de agua mediante el calentamiento, se obtiene una resina polimérica sólida. [1] Finalmente, a temperaturas aún más altas de 500–900 °C (930–1,650 °F), la resina se descompone o carboniza y, en última instancia, se obtiene un óxido mixto. El tamaño de las partículas es extremadamente pequeño, típicamente de 20 a 50 nanómetros (aunque hay aglomeración de estas partículas en grupos más grandes), y se produce una mezcla íntima a escala atómica. [2]
El método Pechini se propuso en 1967 como una técnica para depositar películas dieléctricas de titanatos y niobatos de plomo y elementos alcalinotérreos en la producción de condensadores. Más tarde, el proceso se adaptó para la síntesis en laboratorio de materiales de óxidos multicomponentes finamente dispersos. [3] [4]
Este método se ha utilizado para sintetizar más de 100 óxidos metálicos mixtos, incluyendo manganito de lantano para celdas de combustible de óxido sólido y BaTiO3 (Lessing 1989). [5] A diferencia del proceso sol-gel en el que el alcóxido metálico participa en las reacciones de formación de gel, este proceso se basa en una reacción de gelificación entre el alcohol y el ácido utilizados como disolventes. Se obtiene una resina polimérica que contiene una buena distribución de cationes que produce el óxido tras la calcinación. El uso de ácido poliacrílico con mayor funcionalidad da como resultado resinas altamente reticuladas que contienen una distribución más uniforme de los cationes que reaccionan. Las estructuras de gel se pueden variar dependiendo de la relación ácido-alcohol. Se prefiere un bajo contenido orgánico para disminuir el tiempo y la temperatura de calcinación con el fin de obtener materiales de grano fino con bajo contenido de carbono. [6] [7]