SÍNTESIS DE NANOPARTICULAS DE ÓXIDO DE CoSb₂O₆ PARA SU APLICACÍON NANOTECNOLÓGIA EN LA DETECCIÓN DE GASES CONTAMINANTES

Abstract

Este trabajo de tesis presenta un estudio de la síntesis y caracterización de las nanopartículas contenidas en los polvos del CoSb2O6, los cuales fueron utilizados para su aplicación en la detección de gases que contaminan al medio ambiente. Las nanopartículas se sintetizaron mediante el método de síntesis coloidal asistido con radiación de microondas, para esto fueron empleados los reactivos Co(NO3) • 6H2O, SbCl3, 1 mL de etilendiamina y alcohol etílico. La fase cristalina se verifico por difracción de rayos X en polvo, los resultados mostraron un material de estructura tipo trirutilo con grupo espacial P42/mnm y parámetros de celda a= 4.654 Å y c = 9.283 Å. La caracterización microestructural de los polvos se realizó usando un microscopio electrónico de barrido, observando micropartículas con morfología octaédrica y cuboides. Para comprobar que los polvos del CoSb2O6 están compuestos de nanopartículas fue utilizado un microscopio electrónico de transmisión, los resultados muestran nanopartículas con tamaños de 5 a 80 nm. Además con este mismo equipo se visualizaron los planos cristalinos delas nanopartículas, para esto se utilizó alta resolución. Las pruebas para la detección de gases fueron efectuadas sobre la superficie de una película gruesa y una pastilla, elaboradas con las nanopartículas contenidas en los polvos del CoSb2O6. En el caso de la película gruesa, Circularon flujos de aire y CO2 con concentración de 100 ppm a una temperatura de operación de 250 °C, y se aplicó una corriente alterna con frecuencia de 100 Hz y 10 KHz. En tanto las pruebas de detección realizadas en la pastilla, fueron hechas con diferentes concentraciones de gas CO (100, 200 y 300 ppm) y aplicando distintas temperaturas (100, 200 y 300 °C). Los resultados muestran que los polvos del CoSb2O6 compuestos por nanopartículas, pueden ser usados para construir un dispositivo sensor para la detección de los gases CO2 y CO. Por otra parte, la distribución de los capítulos de esta tesis se presenta a continuación: El capítulo uno, muestra una introducción y los objetivos planteados para llevar a cabo el desarrollo de esta tesis. El capítulo dos, explica los conceptos teóricos de las técnicas de caracterización utilizadas para el análisis de las características microestructurales, así como los fundamentos teóricos de la detección de gases. El capítulo tres, describe el método experimental de la síntesis, la preparación de las muestras para las técnicas de caracterización antes mencionadas y la elaboración de la película gruesa y pastilla (pellet) usada para el estudio en la detección de gases. El capítulo cuatro, muestra los resultados que se obtuvieron en la caracterización por difracción de rayos X en polvo, microscopia electrónica de barrido, microscopia electrónica de transmisión y los resultados conseguidos en las pruebas de la detección de los gases CO2 y CO aplicadas a los polvos calcinados a 600 °C del CoSb2O6. El capítulo cinco, presenta las conclusiones del trabajo desarrollado en esta tesis y describe el trabajo futuro que posiblemente puede ser usado para realizar otra investigación que ayude a la titulación de otros estudiantes.