Funcionalización de óxido de grafeno con nanopartículas de paladio y su aplicación en la detección de hidrógeno
"El grafeno es una estructura bidimensional de átomos de carbono con hibridación sp2, dispuestos en un arreglo hexagonal. El uso del grafeno en cualquier aplicación está determinado por la calidad y cantidad del material. La calidad, cantidad, tamaño y estructura de las capas de grafeno varían...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | México |
| Institución: | Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica |
| Repositorio: | Repositorio Institucional del IPICYT |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:ipicyt.repositorioinstitucional.mx:1010/829 |
| Acceso en línea: | http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/432 http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/829 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Detección de hidrógeno info:eu-repo/classification/Autor/Sensores prototipos info:eu-repo/classification/Autor/Óxido de grafeno info:eu-repo/classification/Autor/Nanopartículas de paladio info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3312 info:eu-repo/classification/cti/331299 |
| Sumario: | "El grafeno es una estructura bidimensional de átomos de carbono con hibridación sp2, dispuestos en un arreglo hexagonal. El uso del grafeno en cualquier aplicación está determinado por la calidad y cantidad del material. La calidad, cantidad, tamaño y estructura de las capas de grafeno varían en función de las aplicaciones deseadas. Si bien, los métodos de exfoliación química de grafito permiten obtener derivados de grafeno en suficiente cantidad, como es el caso del óxido de grafeno (GO); los procesos de intercalación/oxidación inherentes al método, comprometen las propiedades de conductividad eléctrica. En la presente tesis doctoral, se reporta la síntesis de nanopartículas de paladio (PdNPs) funcionalizadas en óxido de grafeno y su evaluación en la detección del gas hidrógeno. En la primera sección se realizó la síntesis de óxido de grafeno por exfoliación química, que involucra procesos concurrentes de intercalación/oxidación ácida en ambientes oxidantes. Los resultados de la caracterización muestran que la estructura de GO, comprende simultáneamente átomos de carbono con hibridación sp2 y sp3, con orden de corto alcance para cada estado. Posteriormente se realizó la incorporación in situ de las nanopartículas de paladio en óxido de grafeno, mediante el método hidrotérmico asistido por microondas (MHAM), que favorece una mayor interacción química entre ambos materiales. Los resultados de la caracterización estructural, morfológica y de conductividad eléctrica; muestran que el método MHAM permite la reducción de los precursores metálicos y su subsecuente anclaje, así como la reducción de GO, para obtener nanoestructuras conductoras de grafeno-paladio (PdGO) con alta calidad. A partir de este material se realizaron sensores prototipos para la detección del gas hidrógeno (H2), mezclado en aire sintético y a temperatura ambiente. Los resultados de la detección por impedancia mostraron que estos sensores, poseen sensibilidades muy reproducibles, con un tiempo rápido de respuesta y recuperación, en un rango de concentraciones de H2 que van desde 0.01 % vol. (100 ppm) a 5 % vol., (50000 ppm). Estos resultados muestran que es factible obtener sensores eficientes de H2, con señales fiables y reproducibles mediante un método práctico y rentable de preparación, en condiciones atmosféricas reales. Además, que la detección en este tipo de sensores resistivos, el control de la conductividad eléctrica es esencial." |
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