Caracterización óptica y térmica de películas de hidróxidos de doble capa de Cu-Al decoradas con nanopartículas de oro

Abstract

Layered double hydroxides (LDH) are a type of layered materials that belong to the anionic clay family and are considered as a particular class of 2-dimensional material. This type of structure is interesting due to its unique relatively, relatively easy synthesis, it has a uniform distribution of metal cations and has anions that are intercalated between the laters, in addition to its high chemical and thermal stability. The most outstanding feature of those materials are their applications, among which the technologies of drug and gene supply, soil and water decontaminants, catalysis, supercapacitors, nanocomposites, among others. In this work, the optical and thermal properties of copper and aluminum double layer hydroxide (Cu-Al LDH) will be studied. During the elaboration of the Cu-Al LDH different crystalline structures were observed for different pH, from which they were also extracted its optical and thermal properties. Obtained the Cu-Al LDH compound, it is worked with this making different compounds of Gold nanoparticles (Au-NPs), of which their properties are also identified. The crystal structure of the samples was identified using X-ray diffraction, the morphology using an SEM analysis, the optical properties were analyzed using the technique of ultra violet visible spectroscopy (UV-Vis), finally the thermal properties were analyzed using the infrared photothermal radiometry technique and implementing mathematical models. With these models, multiple parameters were adjusted, managing to extract properties such as diffusivity and thermal fusivity.

Los hidróxidos de doble capas son un tipo de material en capas que pertenecen a la familia de las arcillas y son consideradas como un tipo de material 2 dimensional. Este tipo de estructura es interesante debido a que es única, es relativamente fácil de síntesis, tiene una distribución uniforme de cationes metálicos y tiene aniones que están intercalados entre las capas, además de su alta estabilidad química y térmica. Las características más sobresaliente de este material son sus aplicaciones, entre las cuales destacan las tecnologías de suministro de drogas y genes, descontaminantes de suelo y agua, catálisis, supercapacitores, nanocompuestos, entre otras. En este trabajo se estudiarán las propiedades ópticas y térmicas del hidróxido de doble capa de cobre y aluminio (Cu-Al LDH). Durante la elaboración del Cu-Al LDH se observaron diferentes estructuras cristalinas para diferentes pH, de las cuales también se extrajeron sus propiedades ´ópticas y térmicas. Obtenido el compuesto de Cu-Al LDH, se trabaja con este haciendo diferentes compositos de nanopartículas de Oro (Au-NPs), de los cuales también se identifican sus propiedades. La estructura cristalina de las muestras fueron identificadas usando difracción de rayos X, la morfología usando un análisis de SEM, las propiedades ´ópticas fueron analizadas empleando la técnica de espectroscopía ultra violeta visible (UV-Vis), por último, las propiedades térmicas fueron analizadas mediante la técnica de radiometría fototérmica infrarroja e implementando modelos matemáticos. Con estos modelos se lograron ajustar múltiples parámetros, logrando extraer propiedades como la difusividad y la efusividad térmica.