Películas delgadas de ZnO-CuO obtenidas a partir de la recuperación de chatarra de Zn y Cu

Abstract

The recycling is a strategy used to contribute to the prevention of the pollution, which for three decades achieved major importance in the incorporation to the daily and productive activities of the human being. In the present work it was investigated a route of synthesis developed to recycle zinc and copper from scrap and to turn it into a material of major added value, preventing negative environmental impacts that the use of virgin raw materials involves from its obtaining up to its transformation into ZnO thin films. From the zinc and copper recovered, the dip coating technique was applied and there were obtained ZnO-CuO's thin films nanoparticles by such optical properties that allow its application in the region of the electromagnetic spectrum of the ultraviolet near to the visible. An experimental design fulfilled 2k in agreement to which there was investigated the effect of three factors: T (time of dip coating), n (the number of dips) and C (concentration of the bath) on the out put variable Eg (band gap). The residual metal was characterized by the scanning electron microscopy, the obtained results indicate that mainly copper and zinc is it had, being the average composition 63 % and 31 % respectively. The recovery of the zinc and copper was realized by digestion acid, then by alkaline treatment there was obtained a precipitate that used in a solution alcohol-water in a bath of dipping in which there were submerged the substratum on which will coated, finally it was annealed to obtain the ZnO-CuO thin films nanoparticles.

El reciclaje es una estrategia empleada para coadyuvar a la prevención de la contaminación, que desde hace tres décadas logró mayor importancia en la incorporación a las actividades cotidianas y productivas del ser humano. En el presente trabajo se investigó y se desarrolló una ruta de síntesis para reciclar el zinc y el cobre a partir de chatarra y convertirlo en un material de mayor valor agregado, previniendo los impactos ambientales que implica el uso de materias primas vírgenes desde su obtención hasta su transformación en la obtención de películas de ZnO. A partir del zinc y cobre recuperados se aplicó la técnica de inmersión y se obtuvieron películas delgadas de nanopartículas de ZnO-CuO con propiedades ópticas tales que permitan su aplicación en la región del espectro electromagnético del ultravioleta cercano al visible. Se realizó un diseño experimental 2k de acuerdo al cual se investigó el efecto de tres factores: T (tiempo de inmersión), n (el número de inmersiones) y C (concentración del baño) sobre la variable de salida Eg (ancho de banda de energía prohibida). El metal residual se caracterizó por la técnica de microscopía electrónica de barrido, los resultados obtenidos indican que en su mayoría se tiene cobre y zinc, siendo la composición promedio 63% y 33% respectivamente. La recuperación del zinc y cobre se realizó por digestión ácida, luego por tratamiento alcalino se obtuvo un precipitado que se empleó en una solución alcohol-agua en una cuba de inmersión en la que se sumergió el sustrato sobre el cual se depositó el recubrimiento, finalmente se aplicó un tratamiento térmico para obtener las películas delgadas de nanopartículas de ZnO-CuO.