En este trabajo se realizó un estudio del confinamiento bidimensional de
semiconductores en la forma de nanocompositos híbridos orgánico-inorgánicos
laminares. El mismo se basó principalmente en el diseño e implementación de las
estrategias de síntesis de los nanocompositos, y la evaluación de los efectos del
confinamiento sobre las propiedades ópticas y fotocatalíticas de los productos.
El diseño de la síntesis se enmarcó en la utilización de herramientas como el
reconocimiento molecular y el auto-ordenamiento de surfactantes, que actúan como
agentes directores de la estructura, las que mediante la co-organización de las especies
orgánicas e inorgánicas llevan a los productos esperados. Se sintetizaron arreglos
bidimensionales de semiconductores de sulfuro de zinc, sulfuro de cadmio, mezcla de
ZnS-CdS y óxido de zinc, con surfactantes catiónicos, aniónicos y neutros.
Los productos obtenidos – caracterizados a través de técnicas cristalográficas,
microscópicas, y análisis elementales y térmicos – son nanocompositos híbridos
orgánico-inorgánicos de naturaleza laminar. La estructura de los productos, consistente
de láminas moleculares del semiconductor inorgánico confinado en medio de una bicapa
laminar del surfactante, resulta estabilizada por interacciones covalentes, electrostáticas,
o puentes de hidrógeno entre la matriz inorgánica y la cabeza del surfactante,
dependiendo de la naturaleza de los mismos.
Estos nanocompositos semiconductor-surfactante muestran propiedades ópticas y
fotocatalíticas diferentes de aquellas de los semiconductores inorgánicos originales. El
confinamiento bidimensional del semiconductor en los nanocompositos origina un
aumento en los valores de las brechas de energías respecto a aquellas del componente
inorgánico en volumen.
Las propiedades luminiscentes de los productos, comparadas con los
semiconductores originales, revelan una mayor eficiencia en la separación y transporte
de las cargas exitónicas (e
-
-h
+
) en los nanocompositos. En estos últimos el
confinamiento de esas cargas en las trampas o estados superficiales -- generados por los
defectos puntuales en la estructura del semiconductor, tipos vacancias de azufre,
oxígeno, zinc o cadmio, e iones metálicos intersticiales -- resulta estabilizado por la
presencia del surfactante.
La eficiente separación de las cargas (e-
-h
+
) en los nanocompositos híbridos
orgánico-inorgánicos favorece su actividad fotocatalítica en la degradación del azul de
metileno proveniente de la generación fotoquímica de especies altamente reactivas (·OH
y ·O2
-
).
El conocimiento generado así como los nuevos productos sintetizados durante
este trabajo, que permiten obtener especies con una relación superficie/volumen enorme,
constituyen una contribución relevante para el desarrollo de productos y dispositivos
basados en procesos fotoinducidos catalizados por semiconductores inorgánicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105184 |
| Date | January 2009 |
| Creators | López Cabaña, Zoraya Elena |
| Contributors | González Moraga, Guillermo, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Escuela de Graduados |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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