Síntesis y estudio de nanotubos de TiO2 injertados con quitosano

Abstract

The TiO2 nanotubes (NTT) exhibit a high surface area and a regular morphology, which promotes the adsorption of reagents in the active sites on their surface. Beyond the above, these NTT can be successfully associated to organic matrices when organic polymer chains are coupled to their surface. Based on the above, this work presents the results on the synthesis and characterization of TiO2 nanotubes (NTT) with chitosan grafts, CS (NTT/CS). In a first stage, electrochemical Anodization was used to generate a membrane-type NTT arrangement, for which ideal parameters were established for NTT growth. In a second stage, the NTT were detached from the titanium plates in the form of powders by a process that included sonication. In the third stage, the powders obtained containing the NTT were grafted with CS in a residence in acid solution. Next, the titanium plates containing the NTT, their detached powders and the grafts were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) to determine their morphology, structure chemistry and arrangement characteristics respectively. After 45 minutes of Anodization NTT was observed with a very regular morphology, presenting average values of length, internal diameter, and wall thicknesses of 900, 75 and 5 nm respectively, by FTIR the chemical associations between NTT and CS were observed by the Ti-O-C bonds, and with it a significant decrease in the polar links.

Los nanotubos de TiO2 (NTT) exhiben una alta área superficial y una morfología regular, con lo cual se promueve la adsorción de reactivos en los sitios activos de su superficie. Más allá de lo anterior, estos NTT pueden asociarse de manera exitosa a matrices orgánicas al acoplarse a su superficie cadenas de polímeros orgánicos. En base a lo anterior, este trabajo presenta los resultados sobre la síntesis y caracterización de nanotubos de TiO2 (NTT) con injertos de quitosano, CS (NTT/CS). En una primera etapa, se empleó la anodización electroquímica para generar un arreglo de NTT tipo membrana, para lo cual se establecieron parámetros ideales para el crecimiento de los NTT. En una segunda etapa, los NTT fueron desprendidos de las placas de titanio en forma de polvos mediante un proceso que incluyo la sonicación. En la tercera etapa, los polvos obtenidos conteniendo los NTT fueron injertados con CS en una residencia en solución ácida. Enseguida, las placas de titanio conteniendo los NTT, sus polvos desprendidos y los injertos fueron analizados por Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), Espectrometría Infrarroja por Transformadas de Fourier (FTIR) y Difracción de rayos X (DRX) para determinar su morfología, estructura química y características de arreglo respectivamente. A los 45 minutos de anodización se observaron NTT con una morfología muy regular, presentando valores promedios de longitud, diámetro interno, y espesores de pared de 900, 75 y 5 nm respectivamente, por FTIR se observaron las asociaciones químicas entre los NTT y el CS por los enlaces Ti-O- C, y con ello una disminución importante de los enlaces polares.