Fabricación de recubrimientos nanotubulares de dióxido de titanio

HENRIKSON E.; TRAID, H.D.; ARES, A.E.; LITTER, M.I.; VERA, M.L.

Encuentro; 5to Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales; 2015

El TiO2 es un semiconductor ampliamente utilizado en el proceso de fotocatálisis heterogénea para la descontaminación de aguas. Diversos estudios indican que las estructuras ordenadas de nanotubos mejoran las propiedades fotocatalíticas del material conrespecto a otras morfologías de TiO2. El presente trabajo se centra en la fabricación de recubrimientos nanotubulares de TiO2 mediante la técnica de oxidación anódica. Se evaluaron las propiedades superficiales de los recubrimientos en función de los voltajes de oxidación utilizados.En la síntesis se empleó como electrolito una solución de 0,6% p/p de fluoruro de amonio y 3,5% p/p de agua en etilenglicol,  en la cual se sumergieron el titanio como ánodo y platino como cátodo. Se hizo circular corriente continua a voltajes constantes d e 20 V a 60 V durante 2 horas. En todas las oxidaciones se registró la densidad de corriente en función del tiempo de oxidación. Luego, se realizaron tratamientos térmicos de 2 h a 450 °C.La  morfología  de  los  recubrimientos  se  observó  mediante  microscopía  electrónica  de  barrido  y  las  fases  cristalinas  se determinaron por difracción de rayos X con incidencia rasante de 1°. Se obtuvieron recubrimientos nanotubulares de TiO2  de 18 μm de longitud. Tanto el diámetro de los nanotubos como el espesor promedio de la pared aumentaron con el voltaje de oxidación. El diámetro interior aumentó desde 40 nm a 98 nm, mientras que el espesor  de  pared  aumentó  de  14  nm  a  21  nm,  en  ambos  casos  siguiendo  una  relación  lineal  con  el  voltaje  empleado  en  la oxidación.  En  cuanto  a  la  estructura  cristalina,  los  recubrimientos  resultaron  amorfos  previamente  al  tratamiento  térmico,  y cristalinos en fase anatasa, luego del mismo. Estos materiales, debido a su elevada relación superficie/volumen y a la presencia de la fase anatasa, resultan muy atractivos para su aplicación como fotocatalizadores en la descontaminación de aguas.