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Páginas: 13 (3216 palabras)
Publicado: 10 de marzo de 2015
Congreso SAM/CONAMET 2007
San Nicolás, 4 al 7 Septiembre de 2007
SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS DE COBRE Y TRIÓXIDO DE MOLIBDENO
OBTENIDAS POR CONDENSACIÓN EN UN GAS PORTADOR
D. E. Diaz-Droguett, V. M. Fuentezalida, P. Espinoza, L. Argomedo
y J. Pennaroli
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile
Av. Blanco Encalada 2008. Santiago-Chile.Teléfono:(56)-(2)-9784338. Fax:(56)-(2)-6967359.
dodiaz@ing.uchile.cl
RESUMEN
En este trabajo se informa sobre la síntesis de nanopartículas de Cu y MoO3 obtenidas mediante
condensación en gas inerte e hidrógeno. Se estudió la influencia de los parámetros de operación (gas,
presión, y líquido refrigerante) sobre el tamaño y morfología de los polvos. Para tal efecto las
nanopartículas se caracterizaron medianteXPS, XRD, SEM, TEM♦. El Cu se evaporó en presencia de He,
N2 y H2, en cambio, el MoO3 sólo involucró atmósfera de He, sin embargo, en ambos casos el tamaño
promedio de las partículas obtenidas aumenta con la presión del gas utilizado. Para el MoO3 se obtuvieron
tamaños de 7 a 40 nm. El Cu mostró una dependencia directa entre el tamaño promedio y el tipo de gas,
aumentando el diámetro de lasnanopartículas cuando se utiliza un gas de mayor peso atómico a la misma
presión de evaporación. Se evidenció además que se obtienen partículas de Cu más pequeñas sólo al variar
el tipo de refrigerante, determinando que el nitrógeno líquido (LN2) es más efectivo que el agua para limitar
el crecimiento de las nanopartículas durante la síntesis. El tamaño promedio de los nanopolvos de Cu varió
de 10 a 60nm. Se observaron morfologías de tipo esférico-ovalada en las partículas de Cu con mayor
tamaño, en cambio, se observaron morfologías de tipo hexagonal, cuadrada y piramidal en las más
pequeñas. El método de condensación en fase gaseosa resultó ser un método factible y limpió en la
obtención de los nanopolvos, sin embargo, su tasa de producción es relativamente baja, alrededor de 500
mg por cadaevaporación.
Palabras clave: nanopartículas de Cu y MoO3, condensación en fase.
1. INTRODUCCION
El pequeño tamaño de los materiales nanopartículados y con nanoestructuras, responsable de sus diferentes
propiedades (electrónicas, ópticas, eléctricas, magnéticas, químicas y mecánicas), los hacen apropiados para
nuevas aplicaciones [1]. Los materiales nanocristalinos, con tamaño de grano promedio enescala
nanométrica, frecuentemente exhiben propiedades diferentes de aquellos de materiales policristalinos de
mayor tamaño de grano [2]. En el material volumétrico sólo un pequeño porcentaje de átomos se encuentra
en la superficie o interfaces de borde de grano, esto hace que la energía superficial sea mucho menor que la
de un material nanoestructurado, lo que produce grandes diferencias en laestructura electrónica, reactividad,
y niveles de energía.
Para una aplicación nueva, es posible producir compósitos de matriz polimérica (PMC) ♦ llenando el
polímero con materiales conductores nanométricos [3,4], los cuales se pueden sintetizar por el método de
condensación en gas inerte (IGC)♦. Este método consiste en la evaporación de un material para lograr un
vapor sobresaturado en una cámara devacío que contiene un gas inerte a baja presión para luego condensar
el producto sobre una superficie fría.
El estudio más detallado hasta la fecha del proceso de condensación en gas inerte para formar partículas
metálicas ultrafinas utilizando gases inertes convectivos (He, Ar, o Xe) fue realizado por Granqvist y
Buhrman en 1976 [5]. Descubrieron que los parámetros esenciales del proceso (tipode gas, presión del gas y
tasa de evaporación) son los que controlan la formación de partículas condensadas y que hacen posible la
síntesis de materiales nanopartículados. Reportaron además, que la distribución de tamaño de las partículas
obtenidas corresponde a una función log-normal.
♦
Por sus siglas en inglés.
1385
Congreso SAM/CONAMET 2007
San Nicolás, 4 al 7 Septiembre de 2007
El...
San Nicolás, 4 al 7 Septiembre de 2007
SÍNTESIS DE NANOPARTÍCULAS DE COBRE Y TRIÓXIDO DE MOLIBDENO
OBTENIDAS POR CONDENSACIÓN EN UN GAS PORTADOR
D. E. Diaz-Droguett, V. M. Fuentezalida, P. Espinoza, L. Argomedo
y J. Pennaroli
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile
Av. Blanco Encalada 2008. Santiago-Chile.Teléfono:(56)-(2)-9784338. Fax:(56)-(2)-6967359.
dodiaz@ing.uchile.cl
RESUMEN
En este trabajo se informa sobre la síntesis de nanopartículas de Cu y MoO3 obtenidas mediante
condensación en gas inerte e hidrógeno. Se estudió la influencia de los parámetros de operación (gas,
presión, y líquido refrigerante) sobre el tamaño y morfología de los polvos. Para tal efecto las
nanopartículas se caracterizaron medianteXPS, XRD, SEM, TEM♦. El Cu se evaporó en presencia de He,
N2 y H2, en cambio, el MoO3 sólo involucró atmósfera de He, sin embargo, en ambos casos el tamaño
promedio de las partículas obtenidas aumenta con la presión del gas utilizado. Para el MoO3 se obtuvieron
tamaños de 7 a 40 nm. El Cu mostró una dependencia directa entre el tamaño promedio y el tipo de gas,
aumentando el diámetro de lasnanopartículas cuando se utiliza un gas de mayor peso atómico a la misma
presión de evaporación. Se evidenció además que se obtienen partículas de Cu más pequeñas sólo al variar
el tipo de refrigerante, determinando que el nitrógeno líquido (LN2) es más efectivo que el agua para limitar
el crecimiento de las nanopartículas durante la síntesis. El tamaño promedio de los nanopolvos de Cu varió
de 10 a 60nm. Se observaron morfologías de tipo esférico-ovalada en las partículas de Cu con mayor
tamaño, en cambio, se observaron morfologías de tipo hexagonal, cuadrada y piramidal en las más
pequeñas. El método de condensación en fase gaseosa resultó ser un método factible y limpió en la
obtención de los nanopolvos, sin embargo, su tasa de producción es relativamente baja, alrededor de 500
mg por cadaevaporación.
Palabras clave: nanopartículas de Cu y MoO3, condensación en fase.
1. INTRODUCCION
El pequeño tamaño de los materiales nanopartículados y con nanoestructuras, responsable de sus diferentes
propiedades (electrónicas, ópticas, eléctricas, magnéticas, químicas y mecánicas), los hacen apropiados para
nuevas aplicaciones [1]. Los materiales nanocristalinos, con tamaño de grano promedio enescala
nanométrica, frecuentemente exhiben propiedades diferentes de aquellos de materiales policristalinos de
mayor tamaño de grano [2]. En el material volumétrico sólo un pequeño porcentaje de átomos se encuentra
en la superficie o interfaces de borde de grano, esto hace que la energía superficial sea mucho menor que la
de un material nanoestructurado, lo que produce grandes diferencias en laestructura electrónica, reactividad,
y niveles de energía.
Para una aplicación nueva, es posible producir compósitos de matriz polimérica (PMC) ♦ llenando el
polímero con materiales conductores nanométricos [3,4], los cuales se pueden sintetizar por el método de
condensación en gas inerte (IGC)♦. Este método consiste en la evaporación de un material para lograr un
vapor sobresaturado en una cámara devacío que contiene un gas inerte a baja presión para luego condensar
el producto sobre una superficie fría.
El estudio más detallado hasta la fecha del proceso de condensación en gas inerte para formar partículas
metálicas ultrafinas utilizando gases inertes convectivos (He, Ar, o Xe) fue realizado por Granqvist y
Buhrman en 1976 [5]. Descubrieron que los parámetros esenciales del proceso (tipode gas, presión del gas y
tasa de evaporación) son los que controlan la formación de partículas condensadas y que hacen posible la
síntesis de materiales nanopartículados. Reportaron además, que la distribución de tamaño de las partículas
obtenidas corresponde a una función log-normal.
♦
Por sus siglas en inglés.
1385
Congreso SAM/CONAMET 2007
San Nicolás, 4 al 7 Septiembre de 2007
El...
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