INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LAS PROPIEDADES DE PELÍCULAS DELGADAS MESOPOROSAS DE TIO2

PAULA Y. STEINBERG; DIEGO F. LIONELLO; M. CECILIA FUERTES; PAULA C. ANGELOMÉ; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA

Rosario

Encuentro; XV Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2015; 2015

Las películas delgadas mesoporosas de TiO2 (PDMT) son materiales muy versátiles que pueden utilizarse en celdas solares, fotocatálisis, sensores, etc. Se caracterizan por presentar arreglos ordenados de poros monodispersos, ser transparentes en el rango visible del espectro y poseer una elevada área específica. Las condiciones de síntesis y post tratamiento determinan las propiedades y características de las películas. Por lo tanto, es necesario realizar una completa caracterización de las mismas para comprender el efecto de dichas condiciones. Este trabajo se centró en estudiar la influencia de la temperatura durante la preparación de estos materiales. Las PDMT se obtuvieron mediante química sol-gel y autoensamblado de surfactantes inducido por evaporación. Se partió de un sol conteniendo TiCl4 y H2O como precursores del óxido, Brij58 como agente moldeante de los poros y etanol como solvente. El depósito de las películas se realizó por dip-coating utilizando vidrio y silicio como sustratos. Luego, se sometieron a condiciones de humedad y temperatura controladas en el siguiente orden: cámara a 50% HR a temperatura ambiente, estufa de 60ºC y de 130ºC. Finalmente, se calcinaron a distintas temperaturas para eliminar el molde y consolidar y/o cristalizar la matriz inorgánica. Los materiales obtenidos fueron caracterizados mediante porosimetría elipsométrica ambiental, difracción de rayos X con incidencia rasante, dispersión de rayos X a bajo ángulo con detección bidimensional (SAXS-2D), microscopía electrónica de transmisión y nanoindentación. Se pudo concluir que al incrementar la temperatura entre los distintos pasos de síntesis, las películas sufrieron una contracción uniaxial perpendicular al sustrato que produjo una disminución del espesor de las mismas. Esto se reflejó como un estiramiento en el patrón de difracción del arreglo de poros a lo largo del eje z (SAXS-2D). Paralelamente, el aumento de la temperatura de calcinación resultó en una mayor consolidación de las paredes del óxido y/o en la cristalización del TiO2 como anatasa. Ambos efectos contribuyeron a un incremento del módulo elástico de las películas. Referencias: [1] G.J.A.A Soler-Illia et al .Nanoscale, 4 (2012), 2549 [2] C. Boissière et al. Langmuir, 21(2005), 12362 [3] E.L.Crepaldi et al. J. Am. Chem. Soc.,125 (2003), 9770-9786