Fabricación de un Detector de H2S Utilizando ZnO Nanoestructurado Sobre Sustrato de ITO/PET

Abstract

En este trabajo de investigación se fabricó un detector a base de nanovarillas de ZnO sobre un sustrato de ITO/PET, sensible al gas H2S a 34 °C. La síntesis combinó las técnicas sol-gel, depósito por centrifugado y serigrafiado y la síntesis hidrotérmica (con la variación del contenido de ZnO y el tiempo). Los nanomateriales de ZnO fueron caracterizados, identificando el efecto de la síntesis hidrotérmica en las propiedades del ZnO. Se observó un aumento del tamaño promedio de cristal de 22.29 hasta 42.47 nm, con orientación preferencial axial. Los diámetros de los nanomateriales aumentaron de 68.3 a 1100.8 nm, causando la reducción de la banda de energía prohibida, de 3.23 a 2.68 eV. Otro efecto fue la disminución de a resistividad de 6.73 x 107 a 5.30 x 103 Ohm-m. La evaluación del detector de ZnO se realizó mediante pruebas estáticas de detección de gas H2S a 34 °C, con concentraciones desde 15 hasta 500 ppm. Se usó un LED UV (390 nm) para limpiar la superficie del ZnO durante la recuperación. El detector de ZnO demostró una sensibilidad directamente proporcional a las concentraciones de gas H2S con una respuesta desde 4.30 % hasta 20.46 %, sin utilizar una temperatura de operación mayor a los 200 °C como los detectores convencionales. Propiedades como el tamaño de cristal menor a 30 nm, orientación preferencial axial, diámetro nanométrico (145.6 nm) y menor resistividad en la película (7.58 x 103 Ohm-m), mejoraron la sensibilidad del detector de ZnO a 34 °C