INFIQC   05475
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN FISICO- QUIMICA DE CORDOBA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Peliculas superficiales de TiO2: modificaciones inducidas por tratamiento catodico
Autor/es:
M. A. GARCÍA; O. R. CÁMARA; F. Y. OLIVA
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013
Resumen:
PELICULAS SUPERFICIALES DE TiO2: MODIFICACIONES INDUCIDAS POR TRATAMIENTO CATODICO Manuel A. García, Osvaldo R. Cámara, Fabiana Y. Oliva Introducción: Las películas superficiales de óxido de titanio (TiO2) preparadas por métodos electroquímicos sobre sustratos de titanio metálico son conocidas por su alto carácter pasivante, el cuál esta dado por su gran estabilidad química y mecánica, y por la irreversibilidad electroquímica de su reacción de formación. Aunque habitualmente se considera que estas películas son estables a potenciales negativos, puede ocurrir una disminución del espesor de la película bajo condiciones de tratamiento catódico como resultado de una disolución de óxido promovida por una reducción parcial y la presencia de la reacción de descarga de hidrogeno sobre la superficie. Objetivos: Estudiar la electroformación de TiO2 por métodos potenciodinámicos; investigar la influencia de la reacción de descarga de hidrogeno sobre películas de óxido de titanio formadas electroquímicamente sobre titanio metálico; analizar los cambios provocados por un tratamiento catódico prolongado sobre el estado de pasivación y las propiedades semiconductoras de la película, en conjunto con la influencia del electrolito sobre estos procesos. Resultados: Se prepararon películas de TiO2 sobre titanio metálico mediante barrido de potencial hasta 3,0 V vs ecs, a 0,1 V.s-1 en soluciones 0,1 M de los electrolitos Na2SO4, Na3PO4 y NaCl, ajustadas a pH 3,5. Posteriormente se realizó un tratamiento catódico de ciclado del potencial en el intervalo de 0,5 hasta -1,5 V vs ecs, durante 15, 30 y 60 minutos, luego de lo cual se realizó un nuevo barrido hasta el potencial final de 3,0 V. Se analizaron las curvas de j/E de voltamperometría cíclica y se realizaron mediciones de impedancia en función de potencial a frecuencia constante, para establecer la relación entre las propiedades iniciales de las películas formadas y el cambio producido luego del tratamiento catódico, así como la influencia del medio de crecimiento. La carga observada en el perfil anódico es atribuida únicamente a la electroformación del óxido según Ti + 2H2O  TiO2 + 4H+ + 4e, y desde ésta se estimó el espesor de la película formada. Los tres electrolitos mostraron valores de carga del orden de 10 mC.cm-2, correspondiendo a un espesor estimado de 5 nm. La repasivación de la película luego del ciclado catódico comenzó a potenciales menores y con valores de carga desde 3 a 14 mC cm-2, según el tiempo de ciclado, con una relación proporcional de la carga con el tiempo del tratamiento catódico. El estudio de las propiedades semiconductoras de las películas reformadas, desde curvas de capacidad-potencial y gráficos de Mott-Schottky, mostró un aumento significativo en la concentración de donores (ND) y modificaciones en el potencial de banda plana (Efb). Conclusiones: El tratamiento catódico por ciclado de potencial provoca una disminución del espesor de la película de TiO2 por un proceso de reducción/disolución. Se observa reformación anódica de la película para óxidos crecidos en Na2SO4 y Na3PO4. La carga anódica de reformación es proporcional al tiempo del tratamiento catódico. El inicio del proceso de repasivación de la superficie luego del tratamiento catódico ocurre a potenciales menores que el de crecimiento de la película sobre el sustrato inicial, indicando la posibilidad de cambios estructurales en la película. El cambio en las propiedades semiconductoras en las películas reformadas puede ser atribuido a la inclusión de especies de hidrogeno dentro de La película, producidas por el tratamiento catódico y que actúan como especies donoras