Síntesis no hidrolítica de óxido de cinc (ZnO) nanoestructurado

D.L. BRUSILOVSKY

Posadas

Simposio; 2º Simposio Municipal de Investigación, Extensión y Desarrollo Local; 2022

Agencia Universitaria

El óxido de zinc (ZnO) es un semiconductor II-VI de banda prohibida ancha de 3,37 eV y una gran energía de enlace de excitón de 60 meV. ZnO tiene numerosas aplicaciones importantes, que incluyen varistores, diodos emisores de luz, láseres UV, óxidos conductores transparentes, pantallas de emisión de campo, fotocatalizadores, conversión de energía solar, sensores de gas, pigmentos en las industrias farmacéutica y cosmética, agente antibacteriano y como aditivo industrial. En forma de nanoestructuras, el ZnO exhibe nuevas propiedades que son especialmente interesantes para dispositivos ópticos y electrónicos. Las nanopartículas de ZnO se pueden preparar por diferentes métodos (métodos de solución líquida, deposición química de vapor, deposición física de vapor, epitaxia en fase de vapor metal-orgánico). El tamaño de los cristalitos y la morfología de los polvos de ZnO dependen en gran medida del método de síntesis. Tienen una influencia crucial en las propiedades del polvo de ZnO y, además, determinan la escala de aplicaciones de este material. El método sol-gel tiene algunas ventajas, como la simplicidad, la reproducibilidad y el bajo costo de los productos químicos. La síntesis de nano partículas de fue basada en la técnica de sol-gel no hidrolítico teniendo en cuenta distintas clases de precursores químicos (nitrato y acetato). Este enfoque presenta una alternativa a las rutas hidrolíticas habituales. Particularmente los métodos no hidrolíticos conducen a un control mejorado sobre la homogeneidad a nivel molecular y sobre la estequiometria de los óxidos resultantes. En un procedimiento de síntesis de sol gel no hidrolítico típico, el acetato y nitrato de cinc de grado ACS (ZnAc2, ZnNO3) estequiométricamente pesados a 20 mM, se añadieron a 50 ml de alcohol bencílico bajo agitación vigorosa a temperatura ambiente. El recipiente de reacción se cubrió y la solución se calentó a 180ºC con reflujo durante un período de 14 días. Las suspensiones resultantes se centrifugaron, y el precipitado fue enjuagado con tetrahidrofurano y etanol consecutivamente. El material recibido se dejó secar a 60 ° C durante 24 horas en estufa, y se expuso a un tratamiento térmico en horno de mufla a 350 ° C y 600 ° C durante 2 horas sucesivamente. La estructura cristalina y el tamaño de los cristalitos fueron determinados por medio de difracción de rayos X (XRD). El patrón de difracción de rayos X es característico a la wurtzita con una simetría cristalina hexagonal. El tamaño de los cristales, calculado promedio de los picos del difractograma, fue de 17nm para el precursor acetato y 33nm para el nitrato.