Efecto de la nanoestructura de la manganita demagnesio sobre las propiedades de detección de monóxido de carbono

Abstract

En este trabajo, se llevó a cabo la síntesis, caracterización y evaluación de las propie- dades de detección de nanoestructuras de MgMn2O4, con el propósito de detectar monóxido decarbono.Elmaterialfuesintetizadomedianteelmétodocoloidalasistidopormicroondas, utilizando dodecilamina como surfactante en diferentes concentraciones (5.4, 10.8 y 16.2 mmol),paramodificarlascaracterísticasestructuralesymorfológicasdelmaterial.Elanálisis estructural mediante difracción de rayos X confirmó la formación de la fase cristalina de MgMn2O4 despuésdeunacalcinacióna400°Cparalastresmuestrassintetizadas:MM1(5.4 mmol), MM2 (10.8 mmol) y MM3 (16.2 mmol). Las bandas de vibración Raman caracterís- ticasdelaestructuraespineladeMgMn2O4 fueronlocalizadasentre305y664cm-1 mediante espectroscopia Raman. Por espectroscopía UV-Vis, se encontró una absorción óptica en las regiones ultravioleta (200-400 nm) y en la región visible (400-800 nm), con energías de la zona prohibida de 1.76, 1.78 y 1.81 eV, para las muestras MM1, MM2 y MM3, respecti- vamente. Las imágenes obtenidas por microscopía electrónica de barrido evidenciaron una microestructura de hojuelas para MM1 y MM2, mientras, una microestructura porosa fue observada en MM3. A través de microscopía electrónica de transmisión, se determinó un tamaño promedio de partícula de 10.5 nm en MM1, 20 nm en MM2 y 31 nm en MM3. Las propiedadesdedeteccióndeCOseevaluaronenunrangodetemperaturasde100a300°Cy a concentraciones de 10 a 500 ppm. Se encontró que el sensor MM1, alcanzó una respuesta de 2.21 a 300 °C y 500 ppm. Por su parte, el sensor MM2, presentó su máxima respuesta de 2.84 tanto a 250 como a 300 °C, a la misma concentración de gas. En contraste, el sensor MM3, exhibió la mayor respuesta entre los tres materiales, con un valor de 3.23 a 100°C y 500ppm.Estosresultadosresaltanlainfluenciadelamorfologíaeneldesempeñodelsensor y posicionan a la manganita de magnesio como un material prometedor para la detección de COennivelespeligrosos.