Fundamentos Teóricos y Experimentales de las propiedades detectoras en atmosferas de propano de las nanopartículas de CuSb₂O₆ Tipo Trirutilo

Abstract

Resumen En el presente trabajo de tesis fue desarrollada una investigación acerca de la síntesis y caracterización de polvos de CuSb2O6 nanoestructurado con la finalidad de analizar sus propiedades como potencial sensor de atmósferas de propano (C3H8). Además, se propone un modelo matemático simple que describe el comportamiento del material sintetizado en presencia del gas. Para la síntesis de las partículas de CuSb2O6 se utilizó el método coloidal asistido por radiación de microondas con el propósito de hacer reaccionar los reactivos de tricloruro de antimonio (SbCl3), nitrato de cobre trihidratado (Cu(NO3)2∙3H2O), alcohol etílico (C2H6O) como disolvente y etilendiamina (C2H8N2); éste último reactivo actúa como agente quelante, por lo que es la sustancia que mayormente contribuye a la forma y morfología final de las nanopartículas. En la caracterización física del CuSb2O6 se emplearon las técnicas de difracción de rayos X en polvo (DRX), espectroscopia UV-Visible, microscopía electrónica de barrido (SEM), y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Éstas fueron utilizadas para investigar la cristalinidad, pureza, morfología, porosidad y tamaño de partícula. Para medir las propiedades del material como sensor, se fabricaron pastillas (pellets) con los polvos del CuSb2O6 calcinados a 600 °C. Con ello, se midió el cambio de la resistencia eléctrica de la pastilla en función de las temperaturas de operación (100, 200 y 300°C) y de las concentraciones de propano (C3H8: 0, 1, 5, 50, 100, 200, 300, 400 y 500 ppm). Los resultados mostraron que el CuSb2O6 presenta alta sensibilidad y estabilidad a temperaturas de 300°C a concentración de 500 ppm de C3H8. De acuerdo a estos resultados presentados en este trabajo, las nanopartículas del óxido de CuSb2O6 pueden ser un fuerte candidato para ser aplicado como potencial sensor de atmósferas de propano.