Síntesis de estructuras basadas en TiO2 dopadas para modificar su banda prohibida

Abstract

RESUMEN

En este trabajo se sintetizaron por el método sol-gel asistido con ácido, partículas de Ti02 con morfología irregular, tamaño promedio de 5 nm, y en fase anatasa, y se utilizaron como materia prima para la síntesis de nanoestructuras de titanato de potasio (NET) por el método hidrotermal. Se encontraron polvos finos con morfologías en una dimensión (ID), como son los nanoalambres (NW), nanobarras (NR), nanocintos (NB) y nanotubos (NT). Para las condiciones de 170 oC, 24 horas y concentración 1 O M de la solución de KOH, se encontraron partículas con anchos nanométricos (7-10 nm) y longitudes de varias centenas de nanómetros (100-200 nm), con morfología tipo NW y NT. La microestructura de estos polvos presentó dos fases de titanato de potasio: K2Ti6Ül3 y K2Tis0n, correspondiente a los archivos de difracción No. 98-001-1917 y 98-002-7109. Las NET fueron sometidas a procesos de calcinación o impregnación con plata para evaluar el cambio en la energía de la banda prohibida (Eg). Las NET sometidas al proceso de calcinación presentaron una evolución en las fases cristalinas, y cambios en el tamaño y morfología de las partículas. El valor de Eg disminuyó de 3.40 ±0.03 a 2.92 ±0.03 eV. Esto se explicó en términos de la evolución de las fases con la temperatura de calcinación, y en la formación de una hetereounión entre las diferentes fases. Esta hetereounión produce una alineación del nivel de Fermi de las diferentes fases (K2Ti6Ül3, K2Tis0n, rutilo y Ko.012TisÜ16), y un acoplamiento de las bandas de conducción y valencia, el cual fue observado macroscópicamente como una mejora en las propiedades de absorción de luz.