Síntesis y caracterización de SnO2 nanocristalino, dopado, aplicado en sensores de gases de alta sensibilidad para detectar ppm de H 2 S (g) en aire

M. P. POIASINA; M. F. BIANCHETTI; EDUARDO HEREDIA; HORACIO CÁNEPA; N. E. WALSÖE DE RECA

Anales de la Asociación Química Argentina

ASOCIACIÓN QUÍMICA ARGENTINA

Lugar: Buenos Aires; Año: 2022 vol. 109 p. 20 - 38

0365-0375

En este trabajo, se consideran varios factores que aumentan la sensibilidad de un sensor de tipo resistivo, de alta precisión, útil para detectar de (10 a 15) ppm de H2S (g) en aire. Se acepta que el dopado del material sensor (SnO2) aumenta la sensibilidad del dispositivo. Se probaron varios dopantes llegando a la conclusión de que el CuO era el más conveniente. Existen en la bibliografía numerosos trabajos que presentan diferentes técnicas para dopar el material del sensor pero, en este trabajo, se utilizó una técnica propia de dopado, desarrollada en el DEINSO, en la cual el dopante se encuentra distribuido en la red cristalina del SnO2 en forma homogénea. Se propuso dopar el SnO2 nanocristalino, con distintas concentraciones de CuO (1%peso, 5%peso y 6%peso) para elegir la más adecuada que resultó de 5%peso de CuO. Con estas condiciones, se fabricó un sensor más sensible y se estudiaron otros factores para aumentar la sensibilidad. El 5%pesoCuO-SnO2 fue depositado en forma de películas delgadas for mando un sistema multicapas (que emplea de tres a seis capas o láminas delgadas superpuestas). Se caracterizó el material con distintas técnicas como XRD, SEM-EDS y GISAXS mediante las cuales se determinó el tamaño promedio de cristalita, el espesor, la cr istalinidad, la composición química y la porosidad de las películas. Con el sensor construido se detectó una concentración de (10-15) ppm de H2S (g) en aire, a una temperatura de operación de 140ºC, lo que permitió resolver la solicitud de un sensor de seguridad ambiental para la planta de cracking de una importante Institución Argentina (YTEC). Si bien este tema no se incluye en este trabajo, se informa que el logro de un aumento de la sensibilidad de un sensor de este tipo permite detectar concentraciones de (4 a 5) ppm de H2S en aire a una To de ~ 45ºC, permitiendo construir un sensor de uso médico, para detectar muy bajas concentraciones (menores de 5ppm) de H2S(g) que se encuentran en halitosis de enfermedades hepáticas.