1. RIUdeG
  2. Tesis
  3. Doctorado
  4. CUCEI
Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/80710
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dc.contributor.advisorFlores Martínez, Martín
dc.contributor.advisorBlanco Alonso, Oscar
dc.contributor.advisorRodríguez Betancourtt, Verónica María
dc.contributor.authorBonilla Guillén, Alex
dc.date.accessioned2020-04-10T19:11:51Z-
dc.date.available2020-04-10T19:11:51Z-
dc.date.issued2014
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/80710-
dc.identifier.urihttp://wdg.biblio.udg.mx
dc.description.abstractDesde su inicio la humanidad ha tratado de investigar, fabricar y utilizar artefactos para satisfacer sus necesidades. Por esta razón surgieron campos de estudio tales como: La ciencia e ingeniería de los materiales y como resultado de estas áreas de estudio emergió su aplicación en ingeniería electrónica, entre otros. En un principio, los componentes electrónicos eran demasiado voluminosos y consumían una gran cantidad de energía. Por lo tanto, fue necesario desarrollar nuevos componentes a partir de materiales que presenten tamaños de partículas pequeños y con un mínimo consumo de energía. Aquí es donde surgieron áreas como la nanociencia y por ende la nanotecnología. Estas ciencias de investigación permitieron acceder a tamaños de partículas nanométricas, de átomos, moléculas y estructuras supramoleculares [1]. No obstante, con el desarrollo de la tecnología también se fue incrementando la contaminación del medio ambiente. En las últimas décadas, el acrecentamiento de la temperatura media del planeta (calentamiento global) ha sido motivo de una gran preocupación en todos los gobiernos del mundo [2]. Debido al aumento de la temperatura, ha surgido una serie de fenómenos naturales ocasionando lluvias intensas, sequías prolongadas, tomados, derretimiento de los polos y aumento del nivel del mar. Como consecuencia de estos eventos se originan diversos problemas sociales, entre ellos escasez de agua y alimentos, inundaciones pluviales y un desequilibrio ecológico en general [3-6]. Uno de los factores más importantes que ha estado generando estos cambios, es la emisión desmedida del C02 (dióxido de carbono) a la atmósfera. La concentración de C02 hace algunos décadas era de aproximadamente 340 partes por millón (ppm), pero en la actualidad se ha estado incrementando desmesuradamente [7]. La principal causa del aumento tan drástico del C02 se debe a la quema de combustibles fósiles de las grandes industrias, el parque vehicular y el consumo excesivo de los bosques; registrando mediciones desde 680 ppm hasta 750 ppm en algunas ciudades del mundo. Por esta causa, se ha puesto un gran interés en conservar el medio ambiente y por ello se busca implementar nuevas tecnologías que contribuyan al control del C02, y otros gases tóxicos nocivos para la salud humana y el medio ambiente.
dc.description.tableofcontentsINDICE Resumen •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1 Dedicatorias •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 11 J\..gradecimientos •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 111 , Indice ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• V Lista de figuras •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• IX Lista de tablas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• XII CAPITULO l.- INTRODUCCIÓN 1.1 i\ntecedentes...................................................................... 1 1.2 La estructura tipo trirutilo......................................................... 3 1.3 Los surf actantes y las aminas •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1.4 Dispersiones coloidales •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1.5 Micro y nanomateriales •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1.6 Objetivos ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1.7 Referencias •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• CAPITULO II.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LAS TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN APLICADAS AL ÓXIDO CoSb206 2.1 Técnicas de caracterización ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2.2 Difracción de rayos X sobre un sólido cristalino .•..•..•..•..•..•..•..•..•..•..•.... 2.3 Microscopia electrónica •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4 5 6 7 8 10 10 12 2.3.1 Microscopia electrónica de barrido........................................... 12 2.3 .2 Microscopia electrónica de transmisión...................................... 14 V 2. 4 Espectroscopia Raman. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2. 5 Los semiconductores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 2.6 Conductividad eléctrica y la ley de OHM en semiconductores..................... 20 2. 7 Sensores de gases a base de semiconductor........................................ 21 2.8 Adsorción de gases en una superficie semiconductora.............................. 23 2.9 Efecto del tamaño de partícula en la detección de gases............................ 26 2.10 lleferencias........................................................................ 30 CAPITULO III.- MÉTODO EXPERIMENTAL DE LA SÍNTESIS DEL CoSb206 Y DE LAS TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN APLICADAS 3 .1 El método coloidal.................................................................. 33 3 .2 Síntesis del óxido CoSb20 6 mediante el método coloidal........................... 34 3.3 Preparación del CoSb20 6 para análisis por difracción de rayos X • • • • • • • • • • • • • • •••• 36 3.4 Preparación de los polvos de CoSb20 6 para el análisis por SEM.............. •••••• 37 3.5 Preparación de los polvos de CoSb20 6 para el análisis por TEM.............. •••••• 38 3.6 Preparación de polvos de CoSb20 6 para espectroscopia llaman..................... 39 3.7 Propiedades de detección de gases del óxido CoSb20 6 .............................. 40 3. 7 .1 Desarrollo de la película gruesa de polvo de CoSb20 6 •••••••••••••••••••••••• 40 3. 7 .2 Pruebas dinámicas del óxido CoSb20 6 en atmósferas de C02 ••••••••••••••• ••• 41 3.8 Pruebas de sensibilidad del CoSb20 6 en atmósferas de CO y C3H8 • • • • • • • • • • • • • • •••• 43 3.9 Referencias......................................................................... 45 VI CAPITULO IV.- RESULTADOS DE LA SÍNTESIS Y LAS PROPIEDADES DE DETECCIÓN DEL ÓXIDO CoSb206 EN ATMÓSFERAS DE C02 4.1 Síntesis del CoSb20 6 aplicando el método coloidal • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 46 4.2 Análisis de difracción de rayos X en polvo del CoSb20 6 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •••• 47 4.3 Análisis por microscopia electrónica de barrido (SEM)........................... •• 48 4.4 Análisis por microscopia electrónica de transmisión (TEM)........................ 50 4.5 Análisis del óxido CoSb20 6 mediante espectroscopia Raman • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 52 4.6 Análisis de las propiedades de detección del CoSb20 6 en C02 ••••••••••••••••••••• 54 4.7 R.._eferencias......................................................................... 62 CAPITULO V.- RESULTADOS DE LA SÍNTESIS Y RESPUESTA DE SENSIBILIDAD DEL C0Sb206 EN ATMÓSFERAS DE CO Y C3Hs 5 .1 Síntesis del CoSb20 6 aplicando el método coloidal • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 64 5 .2 Análisis de difracción de rayos X en polvo del CoSb20 6 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ••• 65 5 .3 Análisis por microscopia electrónica de barrido (SEM)........................... •• 66 5.4 Análisis por microscopia electrónica de transmisión (TEM)........................ 68 5 .5 Análisis de las propiedades de sensibilidad del óxido CoSb20 6 en atmósferas de CO yC3Hs........................................................................ ... 70 5.6 R.._eferencias......................................................................... 74 CAPITULO VI.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS 6.1 R_esutnen........................................................................... 76 6.2 Discusión de los resultados de DRX, pH y espectroscopia Raman.................. 76 6.2.1 Análisis por difracción de rayos X en polvo del CoSb20 6 • • • • • • • • • • • • • • • • • • ••• 77 VII 6.2.2 Análisis del efecto del pH en el tamaño de cristal del CoSb20 6 • • • • • • • • • • • • ••• 80 6.2.3 Análisis de espectroscopia Raman del CoSb20 6 •••••••••••••••••••••••••••••• 81 6.3 Discusión de los resultados por microscopia electrónica............................ 83 6.3 .1 Análisis por microscopia electrónica de barrido (SEM)..................... ••• 83 6.3.2 Análisis mediante EDS-SEM y mapeo de los polvos CoSb20 6 •••••••••••••• •• 85 6.3.1 Análisis por microscopia electrónica de Transmisión (TEM).............. ••••• 87 6.4 Discusión de resultados de las propiedades de detección del CoSb20 6 en atmósferas de C02.............................................................................. 89 6.5 Discusión de los resultados de las propiedades de sensibilidad del CoSb20 6 en atmósferas de CO y C3H8 2 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 91 6.6 R._eferencias......................................................................... 93 CAPITULO VIL- CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO 7.1 Conclusiones........................................................................ 95 7 .2 Proyección del trabajo futuro...................................................... 97 APÉNDICES (A) Publicación en la revista internacional sensors.................................... •• 98 (B) Publicación en la revista David publishing...................................... •••• 99 (C) Presentación en congresos especializados........................................... 100
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php
dc.titleSÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE MICRO Y NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO SEMICONDUCTOR CoSb2O6 PARA SU POTENCIAL APLICACIÓN COMO SENSOR DE GASES MEDIO AMBIENTAL
dc.typeTesis de Doctorado
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderBonilla Guillén, Alex
dc.coverageGuadalajara, Jalisco, México
dc.type.conacytDoctoralThesis-
dc.degree.nameDOCTORADO EN CIENCIA DE MATERIALES-
dc.degree.departmentCUCEI-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.accessopenAccess-
dc.degree.creatorDOCTOR EN CIENCIA DE MATERIALES-
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