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Nanopartículas de sno2 dopado con cobalto preparado por descomposición térmica: un estudio de sus propiedades estructurales y ópticas

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dc.contributor.advisorBeltrán Jiménez, Jailes J.
dc.contributor.authorMendoza Ruíz, Camilo Andrés
dc.date.accessioned2021-02-03T00:52:41Z
dc.date.available2021-02-03T00:52:41Z
dc.date.issued2021-02-02
dc.description.abstractEl SnO2 como material puro, conocido normalmente también como casiterita, es un semiconductor transparente tipo n, presenta gran estabilidad térmica y mecánica, una estructura cristalina tetragonal, perteneciente al grupo tipo rutilo, correspondiente a la clase 4/m2/m2/m, al grupo puntual D_4h y al grupo espacial p4/mnm, con una coordinación 6:3. Este semiconductor presenta una adecuada combinación de propiedades químicas, electrónicas y ópticas que lo hacen útil como material para sensores de gases, como electrodo transparente, como ánodo para baterías de litio, como transistor, catalizador, dispositivos optoelectrónicos, y celdas fotovoltaicas. Cuando se dopa con cobalto u otros metales de transición, puede ser más activo cuando se utiliza como catalizador, más sensible y selectivo como sensor de gases y más propicio para catálisis. El principal objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades estructurales, cristalográficas, ópticas, de polvos de SnO2 dopados con Co e identificar las posibles correlaciones entre ellas. Las muestras fueron sintetizadas por el método de sol-gel modificado basado en la ruta del citrato y caracterizadas por medio de análisis termogravimétrico, difracción de rayos X y UV-Vis en modo de reflectancia difusa. Los parámetros de red aumentaron a medida que aumentaba la concentración del dopante muy probablemente a que la mayoría de los cationes Co2+ de alto espín este sustituyendo a los cationes de Sn4+ en el SnO2 tipo rutilo, mientras el tamaño del cristalito disminuyó, indicando que el dopante retrasa la velocidad de crecimiento del cristal. Utilizando medidas de espectroscopia UV-VIS con reflectancia difusa se observó que la muestra del 5% presenta Co3O4 como fase secundaria y que la introducción de estados electrónicos y superposición de orbitales d de los iones de Co2+ causan variaciones en el borde de absorción del SnO2. La brecha de banda Eg aumentó para x≤0.03, lo cual fue atribuido al efecto Burstein-Moss y luego disminuyó para x=5%, lo cual fue atribuido a la presencia de Co3+. Por último, se encontró una correlación directa entre la variación de los parámetros de red y la brecha de banda en las muestras de SnO2 sin presencia de fases secundarias a medida que aumentaba la concentración de Co.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameQuímico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsINTRODUCCIÓN........................................................................................................................................14spa
dc.description.tableofcontents1. OBJETIVOS.................................................................................................................................................15spa
dc.description.tableofcontents1.1. Objetivo general...................................................................................................................................15spa
dc.description.tableofcontents1.2.Objetivos específicos........................................................................................................................15spa
dc.description.tableofcontents2. MARCO REFERENCIAL.....................................................................................................................1spa
dc.description.tableofcontents2.1. Marco teórico.........................................................................................................................................1spa
dc.description.tableofcontents2.1.1. Teoría de bandas de energía....................................................................................................1spa
dc.description.tableofcontents2.1.2. Semiconductores...........................................................................................................................2spa
dc.description.tableofcontents2.1.3. Óxidos semiconductores...........................................................................................................5spa
dc.description.tableofcontents2.1.4 Dióxido de estaño (SnO2)..........................................................................................................6spa
dc.description.tableofcontents2.1.5. Método sol-gel..................................................................................................................................9spa
dc.description.tableofcontents2.1.6. Método del citrato.........................................................................................................................13spa
dc.description.tableofcontents2.1.7. Técnicas de caracterización...................................................................................................14spa
dc.description.tableofcontents2.1.7.1. Análisis termogravimétrico (TGA)......................................................................................14spa
dc.description.tableofcontents2.1.8. Difracción de rayos x (DRX)....................................................................................................15spa
dc.description.tableofcontents2.1.8.1. Difracción de rayos X en polvo............................................................................................16spa
dc.description.tableofcontents2.1.9. Método de Refinamiento Rietveld....................................................................................21spa
dc.description.tableofcontents2.1.10. Espectroscopia Uv-vis por reflectancia difusa...........................................................22spa
dc.description.tableofcontents2.1.10.2. Determinación de la brecha de banda......................................................................24spa
dc.description.tableofcontents2.1.11. Antecedentes SnO2 dopado con Co................................................................................25spa
dc.description.tableofcontents3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL..........................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents3.1 Preparación de las muestras......................................................................................................29spa
dc.description.tableofcontents3.2. Síntesis del blanco de Co..............................................................................................................32spa
dc.description.tableofcontents4. CARACTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS..............................................................................34spa
dc.description.tableofcontents4.1. Análisis termogravimétrico (TGA)...........................................................................................34spa
dc.description.tableofcontents4.2. Difracción de rayos x (DRX)......................................................................................................34spa
dc.description.tableofcontents4.3. Espectrofotometría UV-VIS reflectancia difusa...........................................................35spa
dc.description.tableofcontents5. RESULTADOS..........................................................................................................................................36spa
dc.description.tableofcontents5.1. Análisis Termogravimétrico.......................................................................................................36spa
dc.description.tableofcontents5.2. Difracción de rayos x....................................................................................................................42spa
dc.description.tableofcontents5.2.1. Identificación de las fases.......................................................................................................42spa
dc.description.tableofcontents5.2.2. Parámetros de red......................................................................................................................47spa
dc.description.tableofcontents5.2.3. Tamaño del cristalito.................................................................................................................50spa
dc.description.tableofcontents5.3. Espectroscopia UV-Vis...................................................................................................................51spa
dc.description.tableofcontents5.3.1. Determinación de la banda prohibida (Eg)..................................................................53spa
dc.description.tableofcontents5. CONCLUSIONES..................................................................................................................................58spa
dc.description.tableofcontents6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.............................................................................................60spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/4032
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programQuímicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2021spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsDopingeng
dc.subject.keywordsCatalysteng
dc.subject.keywordsSemiconductoreng
dc.subject.proposalDopajespa
dc.subject.proposalCatalizadorspa
dc.subject.proposalSemiconductorspa
dc.titleNanopartículas de sno2 dopado con cobalto preparado por descomposición térmica: un estudio de sus propiedades estructurales y ópticasspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
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