Vol. 19 Núm. 1 (2020): Revista UIS Ingenierías
Artículos

Películas de óxido de cobre y hierro depositadas en Nanotubos de Titanio

Leydi Cardenas-Flechas
Universidad Nacional de Colombia
Jose Jose Barba-Ortega
Universidad Nacional de Colombia
Miryam R. Joya
Universidad Nacional de Colombia

Publicado 2020-01-03

Palabras clave

  • anodización,
  • spin coating,
  • nanotubos,
  • TiO2

Cómo citar

Cardenas-Flechas, L., Barba-Ortega, J. J., & Joya, M. R. (2020). Películas de óxido de cobre y hierro depositadas en Nanotubos de Titanio. Revista UIS Ingenierías, 19(1), 171–178. https://doi.org/10.18273/revuin.v19n1-2020016

Resumen

Una matriz tubular de TiO2/Ti obtenida por el método de anodización electroquímica fue usada como sustrato para el depósito de una única camada de CuO (oxido de cobre) o CuO dopado con Fe al 1% por el método de spin coating. En los métodos de anodizado se usaron dos tiempos diferentes de 40 y 60 minutos respectivamente. En la obtención de la estructura anatasa del TiO2 las muestras obtenidas por anodización se calcinaron a 450°C y posteriormente se depositó la camada de óxido de cobre. En este estudio se investigó las propiedades estructurales por medio de rayos x morfológicas por medidas MEB y propiedades ópticas a través de las medidas UV-Vis, espectroscopía Auger y Raman. En las medidas de Rayos x se observa la fase anatasa con fases secundarias correspondientes al CuO. En MEB el recubrimiento uniforme se observa para la muestra del método 2 a 60 minutos con CuO/Fe. En las medidas de espectroscopia Raman después de la calcinación de las muestras se obtienen los modos vibracionales del TiO2 . Las medidas Auger indicaron la presencia de titanio en las transiciones Auger (L2M2,3M2,3) y (L2M2,3M4,5) localizadas en 387eV y 418eV así como Fe, O, C. Finalmente nuestros resultados sugieren que el soporte TiO2nanotubos/Ti con un depósito de CuO es prometedor para posibles aplicaciones como electrodo.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Referencias

[1] J. Yu, H. Yu, B. Cheng, C. Trapalis, “Effects of calcination temperature on the microstructures and photocatalytic activity of titanate nanotubes,” J. Mol. Catal. A: Chem., vol. 249, no 1-2, pp. 135-142, 2006. doi: 10.1016/j.molcata.2006.01.003

[2] P. Roy, S. Berger, P. Schmuki, “TiO2 nanotubes: synthesis and applications,” Chem. Int, vol. 50 no. 13, pp. 2904-2939, 2011.

[3] X. Wang, K. Cheng, S. Dou, Q. Chen, J. Wang, Z. Song, and H. Song, “Enhanced photoelectrochemical performance of CdO-TiO2 nanotubes prepared by direct impregnation,” Appl Surf Sci, vol. 476, pp. 136-143, 2019. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.01.044

[4] L. Long, J. Li, L. Wu, y X. Li, “Enhanced photocatalytic performance of platinized CdS/TiO2 by optimizing calcination temperature of TiO2 nanotubes,” Mat Sci Semicon Proc, vol. 26 no. 1, pp. 107–111. 2014.

[5] S. Nagamine, y K. Inohara, “Photocatalytic microreactor using anodized TiO2nanotube array,” Adv Powder Technol, vol. 29, no 12, pp. 3100-3106, 2018.

[6] Z. Liu, Q. Wang, Y. Cui, Z. Zhang, y S. Gao, “Constructing AgBr/BiOBr microspheres assembled by nanosheets on TiO2nanotube arrays,” Sep Purif Technol, vol. 209, pp. 343–350, 2019. doi: 0.1016/j.seppur.2018.07.047

[7] X. Ma, Z. Sun, y X. Hu, “Synthesis of tin and molybdenum co-doped TiO2nanotube arrays for the photoelectrocatalytic oxidation of phenol in aqueous solution,” Mat Sci Semicon Proc, vol 85, pp. 150–159, 2018. doi: 10.1016/j.mssp.2018.05.026

[8] A. Ghicov, P. Schmuki, “Self-ordering electrochemistry: a review on growth and functionality of TiO2 nanotubes and other self-aligned MOx structures,” ChemComm, vol. 20, pp. 2791-2808, 2009.

[9] S. Albu, A. Ghicov, S. Aldabergenova, P. Drechsel, D. LeClere, G. Thompson, P. Schmuki, “Formation of double‐walled TiO2 nanotubes and robust anatase membranes,” Adv. Mater, vol. 20 no. 21, pp. 4135-4139, 2008.

[10] M. Sander, M. Cote, W. Gu, B. Kile, C. Tripp, “Template‐assisted fabrication of dense, aligned arrays of titania nanotubes with well‐controlled dimensions on substrates,” Adv. Mater, vol.16 no. 22, pp. 2052-2057, 2004.

[11] R. Hahn, T. Stergiopoulus, J. Macak, D. Tsoukleris, A. Kontos, S. Albu, P. Schmuki, “Efficient solar energy conversion using TiO2 nanotubes produced by rapid breakdown anodization–a comparison,” Phys Status Solidi-R, vol. 1 no. 4, pp. 135-137, 2007.

[12] M. Razali, M. Ahmad-Fauzi, A. Mohamed, S. Sreekantan, “Morphological structural and optical properties study of transition metal ions doped TiO2 nanotubes prepared by hydrothermal method,” Int. J. Mater. Mech. Manuf., vol. 1, no 4, pp. 314-318, 2013.

[13] J. Meyerink, D. Kota, S. Wood, G. Crawford, “Transparent titanium dioxide nanotubes: Processing, characterization, and application in establishing cellular response mechanisms,” Acta Biomater., vol. 79, pp. 364-374, 2018. doi: 10.1016/j.actbio.2018.08.039

[14] M. Hasanzadeh Kafshgari, A. Mazare, M. Distaso, W. Goldmann, W. Peukert, B. Fabry, P. Schmuki, “Intracellular Drug Delivery With Anodic Titanium Dioxide Nanotubes and Nanocylinders,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 11, no 16, pp. 14980-14985, 2019.

[15] Y. Pang, S. Lim, H. Ong, W. Chong, “Synthesis, characteristics and sonocatalytic activities of calcined γ-Fe2O3 and TiO2 nanotubes/γ-Fe2O3 magnetic catalysts in the degradation of Orange G.,” Ultrason sonochem, vol. 29, pp 317-327, 2016.

[16] R. López, R. Gómez, M. Llanos, “Photophysical and photocatalytic properties of nanosized copper-doped titania sol–gel catalysts,” Catalysis Today, vol. 148 no. 1-2, pp. 103-108, 2009.

[17] A. Kontos, V. Likodimos, T. Stergiopoulos, D. Tsoukleris, P. Falaras, I. Rabias, P. Schmuki, “Self-organized anodic TiO2 nanotube arrays functionalized by iron oxide nanoparticles,” Chem. Mater, 21 no. 4, pp. 662-672, 2009.

[18] H. Mateus, J. Barba y M.R. Joya, “Comparison of the growth of TiO2 nanotubes in different solutions,” J. Inorg Organomet, vol. 28 no. 3, pp. 612-623 2018. Doi: 10.1007/s10904-018-0783-1

[19] M. Momeni, Y. Ghayeb, y Z. Ghonchegi, “Fabrication and characterization of copper doped TiO2 nanotube arrays by in situ electrochemical method as efficient visible-light photocatalyst,” Ceram. Int, vol. 41 no. 7, pp. 8735-8741, 2015

[20] R. Gao, Z. Yang, L. Zheng, L.Gu, L. Liu, Y. Lee, y Liu, X. “Enhancing the catalytic activity of Co3O4 for Li–O2 batteries through the synergy of surface/interface/doping engineering,” ACS Catal. Vol. 8 no. 3, pp. 1955-1963, 2018. Doi: 10.1021/acscatal.7b03566.

[21] A. Kontos, V. Likodimos, T. Stergiopoulos,D. Tsoukleris, P. Falaras, I. Rabias, P. y Schmuki, “Self-organized anodic TiO2 nanotube arrays functionalized by iron oxide nanoparticles” Chem Mater, vol. 21 no.4, pp. 662-672, 2009

[22] Y. Pang, S. Lim, H. Ong, C y W. Chong, “Synthesis, characteristics and sonocatalytic activities of calcined γ-Fe2O3 and TiO2 nanotubes/γ-Fe2O3 magnetic catalysts in the degradation of Orange G,” Ultrason Sonochem, vol. 29, pp. 317-327, 2016. doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.10.003

[23] M. Silva, A. Hechenleitner, D. de Oliveira, M. Agüeros, R. Peñalva, J. Irache, y E. Pineda, “Optimization of maghemite-loaded PLGA nanospheres for biomedical applications,” ‎Eur. J. Pharm. Biopharm, vol. 49 no. 3, pp. 343-351, 2013. doi: 10.1016/j.ejps.2013.04.006

[24] L. Wypych, I. Bobowska, M. Tracz, A. Opasinska, S. Kadlubowsk, A. K. Kaliszewska, J. Grobelny y P. Wojciechowski, “Dielectric Properties and Characterisation of Titanium Dioxide Obtained by Different Chemistry Method,” Journal of Nanomaterials, vol. 2014, pp 9, 2014.

[25] M R Joya, J. Barba-Ortega, E. C. Paris, “Obtaining samples of oxides at low cost,” Rev. UIS Ing. vol. 18 no. 3, pp. 33–38. 2019. doi: 10.18273/revuin.v18n3-2019003

[26] Č. Jovalekić, M. Zdujić, y L. Atanasoska, “Surface analysis of bismuth titanate by Auger and X-ray photoelectron spectroscopy,” J. Alloys Compd, vol. 469 no. 1–2, pp. 441–444. 2009.

[27] C. J. Powell, “Recommended Auger parameters for 42 elemental solids”, J Electron Spectrosc, vol. 185 no.1–2, pp. 1–3, 2012.

[28] J. Parra, O. Piamba, J.J. Olaya, “Resistencia a la corrosión a alta temperatura en películas delgadas de BixTiyOz producidas por sputtering,” Rev. LatinAm. Metal. Mat., vol. 36, no.1, pp. 2-8, 2016