UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería de Materiales
“SINTESIS DE NANOPARTICULAS DE ZnO VÍA SOL-GEL”
Integrantes: -
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SINTESIS DE NANOPARTICULAS DE ZnO VÍA SOL-GEL I. RESUMEN: En esta práctica se elaboró una síntesis de nano partículas de óxidos de Zinc mediante la técnica de sol-gel. Se prepararon tres sustratos lavándolos con jabón, alcohol agua destilada, para !uitar cual!uier impure"a de la super#icie !ue impida !ue la nanoparticulas de $xido de Zinc se deposite uni#ormemente. %uego tres sustratos cada uno con nano partículas de Zn& depositadas #ueron recocidas a '((, )(( *(( + respectivamente, con la #inalidad de obtener cristalinidad en dicho nano materiales. II. OBJETIVOS: &btener películas delgadas !ue #acilitan el estudio de las propiedades del semiconductor Zn& a través de la técnica sol-gel.
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Sinteti"ar nano partículas de Zn& usando el método sol-gel
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onocer el método de prueba para determinar la síntesis de nanopartículas de Zn&.
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uscar establecer las condiciones óptimas para la #ormacion de películas delgadas de óxidos de "inc.
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III.FUNDAMENTO TEORICO PELICULAS DELGADAS DE ZnO: urante los /ltimos a0os, las películas delgadas de Zn& han sido estudiadas ampliamente debido a sus posibles aplicaciones, como pie"oeléctrico transductores, guías de ondas ópticas, medios ac/sticoópticos, dispositivos de ondas ac/sticas de super#icie, sensores de gas conductor, electrodos de conductor transparente, celdas solares, varistores. El proceso sol-gel, también llamada !uímica suave 12chimie douce34, permite la elaboración de un material sólido de una solución mediante el uso de un sol o un gel como un paso intermedio, en mucho menor temperaturas así !ue es posible por los métodos tradicionales de preparación. Es posible el procesamiento del polvo en vidrios cerámicas, películas delgadas o #ibras directamente de la solución. %a síntesis de película delgada de Zn& implica varios parámetros5,
%a naturale"a del precursor su concentración El tipo de disolvente la acide" del medio, El tipo de las especies de aditivos sus concentraciones, El tiempo de 6envejecimiento7 de la me"cla temprana,
El método de recubrimiento de sustratos su velocidad %a naturale"a del sustrato e la pre- post-tratamiento térmico de los materiales. 8n estudio de la literatura muestra !ue todos estos parámetros juegan un papel clave en la evolución de la textura en las películas de óxido de "inc. METODOS SOL GEL HACIA LA SINTESIS DE OXIDO DE ZINC: Sistemas !uímicos5 los precursores, solventes aditivos. En el proceso sol-gel, un precursor molecular en una solución homogéneo se somete a una serie de trans#ormaciones5 a4 %a hidrólisis de los precursores moleculares b4 %a polimeri"ación vía sucesivas adiciones bimolecular de iones, #ormando oxo, hidroxilo, o a!ua 9 puente c4 ondensación por deshidratación d4 %a :ucleación e4 el crecimiento. Ta!a ": ;rincipales sistemas !uímicos utili"ado para la elaboración de películas delgadas de Zn& por el proceso sol-gel en medio alcohólico la orientación cristalográ#ica resultante de la película.
PRECURSORES:
Se usan varios precursores de "inc5 nitrato, cloruro, el perclorato, acetil-acetonato alcóxidos como etóxido propóxido, pero el más utili"ado a menudo es el acetato de deshidratación. %os muestra las constantes dieléctricas puntos de ebullición de la maoría de los alcoholes utili"ados en este trabajo. Ta!a #: onstantes dieléctricas puntos de ebullición de algunos alcoholes.
ADITIVOS:
%os aditivos son especies !uímicas !ue presentan al menos uno grupo #uncional, lo !ue permite a estas especies a jugar varios roles. -propanol, en ausencia de otros agentes o calentamiento. %os agentes, al igual !ue 1mono-a tri-4 etanolaminas o ácido láctico auda en la completa disolución la #ormación de un sol estable.
NUCLEACI$N % CRECIMIENTO - TAMA&O DE PARTÍCULA %a naturale"a de estas 2partículas primarias o clusters2 depende en gran medida de las condiciones de síntesis elegido5 la concentración de sal inicial, la temperatura el tiempo del tratamiento térmico, la naturale"a del disolvente de alcohol, así como la humedad total, almacenamiento condición de análisis. IV.MATERIALES' E(UIPOS E INSTRUMENTOS R)a*+,/: • • • •
H)00a1,)n+a/: • • • •
;ipeta Espátula ;in"as Daso de precipitación
E23,4/: • • • •
alan"a analítica Spin outer @orno eléctrico
V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL P0)4a0a*,5n 6) !a/ !a1,n,!!a/: ortamos la lámina en ) pe!ue0as partes. %avamos cada una de éstas con jabón, !uitando toda impure"a. %avamos con agua destilada, con cuidado de no tocar las super#icies de la lámina. ;ara completar el lavado, adicionamos alcohol. &bservamos !ue las láminas deben estar completamente transparentes sin ninguna impure"a. P0)4a0a*,5n 6) !a /!3*,5n: ;esamos >(( mg de Zn ml de etanol. olocamos la me"cla en el
olocamos cinta adhesiva en el Spin outer, para asegurar las laminillas. olocamos una laminilla en el centro del Spin encendemos el e!uipo. uando la laminilla esté en rotación, depositamos una gota de solución en el centro de ésta esperamos '( segundos para detener el movimiento. olocamos la laminilla sobre el
%a película delgada de $xido de "inc es prácticamente transparente, si tiene algunas irregularidades su super#icie no es uni#orme no se podrían estudiar bien sus propiedades. ;or eso la parte más complicada de esta práctica es obtener un sustrato con una película completamente uni#orme
VII.
CONCLUSIONES
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VIII.
Se obtuvieron películas delgadas de $xido de Zinc por el método SolJel en sustratos !ue #acilitaran el estudio de las propiedades del semiconductor Zn&. Se logró sinteti"ar películas delgadas de $xido de "inc. Se conoció el método de prueba para determinar la síntesis de nanopartículas de Zn&, este método re!uiere limpiar bien los sustratos utili"ados, depositar una gota de la solución colocar de H( a '( segundos en Spin outer colocar a H di#erentes temperaturas 1'((+, )((+, *((+4. Se encontraron las condiciones óptimas para la #ormación de películas delgadas de $xido de "inc. RECOMENDACIONES Aener en cuenta las imper#ecciones de las laminillas como la rugosidad super#icial a !ue pueden causar !ue el recubrimiento no sea homogéneo. Se debe tener especial cuidado durante el pesado del acetato. Se debe controlar el tiempo de manera adecuada cuando las laminillas son colocadas en el agitador magnético a !ue estas se pueden !uemar. %a pastilla debe ser colocada en el centro del vaso de precipitación para !ue la agitación se realice de manera correcta. %os goteros pipetas deben ser lavados enjuagados de manera correcta a !ue estos pueden contener impure"as en su interior a#ectar en la deposición de la solución en las laminillas.
IX.BIBLIOGRAFIA •
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http5??FFF.bdigital.unal.edu.co?*(B*?B?K)()(KL*.>(B>.pd# https5??es.scribd.com?doc?*MKHL)BL?;eliculas-delgadas-de-Zn&depositadas-por-el-metodo-de-Sol-Jel
ANEXOS
MATERIALES
FIG. Nº1- cetato de zinc
FIG.Nº2-
Monoetanola'ina 7ME8
FIG.Nº3- Etanol
HERRAMIENTAS
FIG.Nº4- Vaso de 9reci9itacin
FIG.Nº5-
"ortador 9ara #idrios
FIG. Nº 6- ;otero
EQUIPOS
FIG.Nº7- &9ing "outer
FIG.Nº-
gitador 'agn
FIG.Nº!- =orno el
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PROCEDIMIENTO E"PERIMETAL
FIG.Nº1#-
Pre9aracin de la solucin
FIG. Nº11- dicin de 3'$ de etanol en la
solucin
FIG. Nº12- "olocar la solucin en el
-
agitador 'agn
FIG. Nº13- "orte de las la'inillas
FIG. Nº14- "olocacin de cinta adhesi#a y la la'inilla
FIG.Nº15- (e9ositacion de la solucion en la
en el s9ing couter
la'inilla
FIG.Nº16- %ecocido de los sustratos en el horno
