Estudio de la accesibilidad de films mesoporosos de TiO2

PAULA Y. STEINBERG; ALEJANDRA CALVO; PAULA C. ANGELOMÉ; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Es posible obtener films delgados mesoporosos de TiO2 con arreglos ordenados de poros monodispersos (diámetros posibles entre 2 y 15 nm), de espesor controlado (50- 200nm) y gran área específica (200-1000 m2/g)12. La síntesis se basa en la combinación del proceso sol gel (que da lugar al óxido) y el autoensamblado de surfactantes (que da lugar a la estructura de poros). Este tipo de materiales es potencialmente aplicable a la construcción de sensores y otros dispositivos para los que es importante evaluar cuán factible es el ingreso de moléculas en la matriz porosa. En este trabajo se sintetizaron films delgados mesoporosos de TiO2 a partir de soles conteniendo TiCl4, etanol, agua y surfactante. A fin de obtener sistemas con distinta organización espacial de poros (cúbicos Im3m y Fm3m y hexagonales 3D), se variaron algunas de las condiciones de síntesis: tipo de surfactante utilizado (F127 y P123), cantidad de surfactante, grosor del film (velocidad de dip-coating) y tipos de sustrato (vidrio, silicio, ITO). Los films sintetizados se caracterizaron mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y Difracción de Rayos X a bajo ángulo con detección bidimensional (2D-SAXS) para obtener el arreglo poroso; y mediante Microscopía Electrónica de Barrido (FE-SEM) y Reflectometría de Rayos X (XRR) a fin de estimar el espesor y la porosidad. Para cada uno de los sistemas se estudió la accesibilidad de la matriz porosa por espectroscopía UV-visible siguiendo la adsorción de un colorante (azul de metileno) y por voltametría cíclica utilizando una sonda aniónica (Fe(CN)6 3-). Los resultados obtenidos muestran que, por una lado, la accesibilidad cambia al variar el tipo de surfactante y, por otro lado, es sensible a la cantidad de surfactante utilizado porque. Estas variables determinan tanto la porosidad como el ordenamiento poroso del film y, por lo tanto, la conectividad de los poros.