Películas de TIO2/ZNO depositadas en láminas de zinc mediante CVD

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se prepararon películas de ZnO y TiO2/ZnO sobre láminas de zinc y se evaluó su desempeño en la síntesis fotocatalítica del 2-fenil-1,3-dioxolano. El óxido de zinc se creció sobre láminas de zinc electrolítico mediante oxidación térmica. Se estudiaron dos métodos de oxidación: isotérmica en atmósfera de aire, y a temperatura programada con flujo de oxígeno/helio. Se determinó que la oxidación a temperatura programada permite controlar el tamaño de las partículas, la porosidad, y la absorción luminosa del sistema ZnO/Zn. Además, el ZnO se obtuvo con orientación preferente en el plano (101). El óxido de titanio se preparó mediante CVD (Chemical Vapor Deposition) empleando isopropóxido de titanio como precursor. Se realizaron depósitos sobre vidrio para seleccionar las condiciones que promovieran películas translúcidas. Posteriormente se prepararon películas translúcidas de TiO2 sobre los materiales ZnO/Zn, obtenidos a temperatura programada. La caracterización óptica de las películas TiO2/ZnO/Zn reveló que el máximo de la absorción en UV-Vis de las mismas se desplaza hacia menores longitudes de onda (330, 370 nm) en comparación con el sistema ZnO/Zn (396 nm). Tanto los materiales ZnO/Zn como TiO2/ZnO/Zn se evaluaron en la obtención fotocatalítica de 2-fenil-1,3-dioxolano, a partir de benzaldehído y etilénglicol. En todos los casos la síntesis fue exitosa. La conversión del benzaldehído aumentó entre 5 y 20% al utilizar el acoplamiento TiO2/ZnO, en comparación con la obtenida con ZnO.

ABSTRACT: In this work, ZnO and TiO2/ZnO films were prepared on zinc foils and their performance in the photocatalytic synthesis of 2-phenyl-1,3.dioxolane was evaluated. Zinc oxide was obtained onto electrolytical zinc by thermal oxidation. Two oxidation methods were studied: isothermal under air atmosphere and temperature programmed under oxygen/ helium flow. It was established that temperature programmed oxidation allows to control particle size, porosity, and light absorptivity for ZnO/Zn system. Furthermore, ZnO exhibited preferential orientation at (101) plane. Titanium dioxide was prepared by CVD(Chemical Vapor Deposition) using titanium isopropoxyde as precursor. Depositions were performed on glass in order to select those conditions allowing translucent films. Thus, translucent TiO2 films were deposited onto ZnO/ Zn materials obtained by temperature programmed oxidation. Optical characterization of TiO2/ ZnO/Zn films revealed a maximum UV-Vis absorption shift towards lower wavelength values (330, 370 nm) in comparison with that of ZnO/Zn system (396 nm). ZnO/Zn and TiO2/ZnO/Zn materials were both evaluated in the photocatalytic synthesis of 2phenyl-1,3.dioxolane from benzaldehyde and ethyleneglycol. Synthesis was successfully achieved for all cases. Benzaldehyde conversion increased by 5 and 20% when using TiO2/ ZnO coupling in comparison with that reached with ZnO.