NANOTUBOS CERÁMICOS ALINEADOS PARA SENSORES DE GASES

MARIO F. BIANCHETTI; MARJETA MAčEK-KRZMANC; SREčO. D. SKAPIN; NOEMÍ E. WALSÖE DE RECA

Buenos Aires

Jornada; 1ra JOrnada Nacional de Investigación en CERámica JONICER 2015; 2015

ATAC Asociación Técnica Argentina de Cerámica

Previamente, los autores mostraron mejoras considerables en la performance de sensores de gases de tipo resistivo construidos con SnO2 nanocristalino [1] debido a la disminución de la temperatura de operación y al aumento de la sensibilidad de los dispositivos. En este trabajo, se describe la síntesis por técnicas de sol-gel de nanotubos de SnO2 bien alineados sobre membranas de policarbonato para emplearlos en los sensores aumentando la superficie sensible a la absorción de gases. Se optimizó la síntesis de los nanotubos teniendo en cuenta la variación de parámetros que afectan la morfología de los tubos tales como: la concentración de la solución precursora y la temperatura y tiempo de envejecimiento de la solución, la temperatura y el tiempo de calcinación y el tamaño de los poros de la membrana. La caracterización de los nanotubos fue realizada por DRX y método de Scherrer. La morfología fue observada por FESEM. Los nanotubos de SnO2 fueron preparados partiendo de SnCl2.2H2O y etanol absoluto como precursores para obtener el sol logrando soluciones con concentraciones variables (0,5 y 1mol/L). El alcóxido fue obtenido hidrolizando el sol. Se agregó ClH para controlar el tiempo de reacción y el espesor de pared resultante en los nanotubos. La solución se envejeció a 80ºC (2 - 4 h) o a temp.amb.(30 días). Las membranas fueron filtros Millipore de policarbonato (poros de Ø = 0,2 µm y 0,8 µm) se impregnaron con la solución aplicando una variación de la presión (por vacío o sobre-presión). Se eliminó el solvente por secado y se calcinó a 550 - 750 ºC. La identificación del SnO2 se realizó por DRX (Cu-Kα1) con casiterita pura como referencia y la medición del tamaño de cristalita (s) empleando el ensanchamiento de los picos del espectro y la ecuación de Scherrer. Los tubos están formados por nanopartículas (Ø = 20-30 nm) con diámetros (Ø) determinados por ecuación de Scherrer. Para optimizar la síntesis se variaron algunos parámetros que afectaban la morfología de los tubos y se dejaron fijos otros, por ej.: tamaño de poros de membrana; temperatura y tiempo de calcinación; concentración de solución precursora; el tiempo y la temperatura de envejecimiento. El conocimiento de la morfología de los tubos permitió optimizar las condiciones de síntesis y obtener nanotubos enteros con agujeros centrales limpios (Fig. 1.); con espesor delgado y constante de paredes y crecer nanotubos ordenados y alineados