1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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7. Maestría en Ciencias en Ingeniería Química

Title:	ÓXIDO DE GRAFENO DOPADO CON ÓXIDOS METÁLICOS, SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN
Authors:	Macclesh del Pino Perez, Luis Alejandro.
Issue Date:	2016-10-01
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Ciudad Madero
Description:	Recientemente el campo de los nanomateriales ha evolucionado de manera rápida, abriéndose paso ente los materiales ya existentes, uno de los materiales que ha ganado importancia en los últimos años es el “grafeno”. Este material ha cobrado especial importancia debido al amplio espectro de aplicaciones a los que se puede ser aplicado. Una de las aplicaciones del “grafeno” es en la aplicación de las energías renovables. La energía solar es una de las energías que se han puesto a la mira para tratar de aprovechar al máximo posible toda la energía irradiada por el sol, para esto es necesario el desarrollo de nuevos materiales que sean sensibles a la luz visible del sol ya que de la luz solar que llega a la tierra casi un 90 % de esta es radiación en el rango visible, el uso de materiales fotosensibles a la luz visible en las celdas solares conllevaría a un mayor rendimiento. El uso de materiales a base de grafeno dopado con materiales fotosensibles brindaría un material con las propiedades electrónicas del grafeno aunado a la fotosensibilidad estaríamos hablando de que tendríamos un material idóneo para ser implementado en el desarrollo de celdas solares. En el presente proyecto de investigación, se funcionalizó por método químico óxidos metálicos con grafeno, óxidos metálicos fotosensibles fueron ZnO (óxido de zinc), CuO (óxido cúprico) y TiO2 (Dióxido de titanio o titania) y cada uno posee un ancho de banda prohibida de 3.3 eVolts, 1.2 eVolts y 3.2 eVolts respectivamente. Se sintetizó el óxido de grafeno por el método Hummers, y el dopaje del grafeno con los óxidos metálicos se llevó a cabo durante la reducción del óxido de grafeno con las relaciones peso 1:0.5, 1:1, 1:1.5. El óxido de grafeno fue caracterizado por las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX), espectroscopia infrarroja a través de la transformada de Fourier (FTIR) Espectroscopia de Raman, Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia Uv-vis. Los resultados de rayos X y Raman revelaron que efectivamente se había obtenido óxido de grafeno (GO) el precursor del grafeno, la espectroscopia de infrarrojo y Uv-vis demostró que el material tiende a una sola estructura química la cual carece de grupos hidroxilo, estructura similar a la propuesta por Hofmann, en la microscopia electrónica de barrido se puede observar las láminas del óxido de grafeno y sus pliegues. El óxido de grafeno dopado con los óxidos metálicos fue caracterizado por espectroscopia de Raman, difracción de rayos X, espectroscopia de reflectancia difusa Uv-vis, y microscopia electrónica de barrido (SEM): Los estudios de la espectroscopia de Raman demostró que efectivamente existe una interacción grafeno-óxido metálico demostrado por la banda “G” además unos pequeños desplazamientos en las bandas pertenecientes a los óxidos metálicos como a la banda “D” del grafeno. Los difractogramas muestran que las estructuras cristalinas del DEGUSSA P25 presentan ligero estrés en sus cristalitos debido a la incorporación del grafeno, esto es la razón de los pequeños desplazamientos a diferentes ángulos además de la desaparición de un pico que pertenece a la fase rutilo. El material con ZnO sus patrones de difracción muestran que existe otra fase cristalina presente la cual fue identificada como ZnO2. Los patrones de difracción del CuO también se ven afectados existen ligeros corrimientos y reducción en la intensidad en uno de sus picos, esto infiere a que se tiene estrés en sus cristalitos por la presencia del grafeno, además de que sufre un ligero cambio en su estructura cristalina. Las señales pertenecientes al óxido de grafeno se ven claramente disminuidas y existen corrimientos esto es debido a la incorporación de los óxidos metálicos. La espectroscopia de reflectancia difusa brindo información importante respecto al ancho de banda prohibida y la fotosencibilidad de los materiales, con el apoyo de la ecuación de Kubelta-Munk se obtuvo el ancho de banda prohibida de los materiales. Siendo el grafeno con dióxido de titanio el que mejor resultados obtuvo, ya que es capaz de ser activado por la luz del sol, y por medido de la fotodegradación del azul de metileno el cual fue degradado totalmente esto comprobó que el material si es activado por la luz del sol, de la misma manera el grafeno con ZnO mostro buenos resultados respecto a su ancho de banda prohibida y fue capaz de una fotodegradación parcial del azul de metileno, siendo el grafeno con CuO el que menor resultado obtuvo, debido un ancho de banda prohibida superior al del CuO.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Appears in Collections:	Maestría en Ciencias en Ingeniería Química

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