Fabricación y caracterización de nanopartículas de óxido de zinc

Este trabajo de grado se centra en la fabricación de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) mediante del método de molienda mecánica de alta energía, variando los parámetros de velocidad y tiempo de molienda. Las nanopartículas obtenidas fueron caracterizadas empleando técnicas de dispersión de luz d...

Full description

Autores:
Velandia Ramirez, Fabian Alexis
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2024
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/42425
Acceso en línea:
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Palabra clave:
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description Este trabajo de grado se centra en la fabricación de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) mediante del método de molienda mecánica de alta energía, variando los parámetros de velocidad y tiempo de molienda. Las nanopartículas obtenidas fueron caracterizadas empleando técnicas de dispersión de luz dinámica (DLS), espectroscopía UV-Visible, difracción de rayos X (XRD) y microscopía de fuerza atómica (AFM) con la finalidad de determinar el tamaño de partícula, las propiedades ópticas, la estructura y la morfología para su aplicación en celdas sensibilizadas por colorante (DSSC). Los resultados mostraron que aproximadamente el 16% de las partículas en suspensión exhibían dimensiones hidrodinámicas inferiores a 100 nm en la muestra fabricada a 500 rpm durante un periodo de molienda de 12 horas. Adicionalmente, se logró obtener muestras con una banda de energía prohibida menor a 3.2 eV, indicando una respuesta favorable para su aplicación en celdas solares DSSC. Además, se realizó un análisis sobre la influencia del tamaño de partícula en la absorbancia, confirmando así el potencial de las nanopartículas de ZnO en el desarrollo de tecnologías en celdas DSSC para la producción de energía solar. Estos hallazgos contribuyen al avance en la investigación de materiales nanoestructurados para aplicaciones en energías renovables y su impacto en la producción de energía solar.
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Las nanopartículas obtenidas fueron caracterizadas empleando técnicas de dispersión de luz dinámica (DLS), espectroscopía UV-Visible, difracción de rayos X (XRD) y microscopía de fuerza atómica (AFM) con la finalidad de determinar el tamaño de partícula, las propiedades ópticas, la estructura y la morfología para su aplicación en celdas sensibilizadas por colorante (DSSC). Los resultados mostraron que aproximadamente el 16% de las partículas en suspensión exhibían dimensiones hidrodinámicas inferiores a 100 nm en la muestra fabricada a 500 rpm durante un periodo de molienda de 12 horas. Adicionalmente, se logró obtener muestras con una banda de energía prohibida menor a 3.2 eV, indicando una respuesta favorable para su aplicación en celdas solares DSSC. Además, se realizó un análisis sobre la influencia del tamaño de partícula en la absorbancia, confirmando así el potencial de las nanopartículas de ZnO en el desarrollo de tecnologías en celdas DSSC para la producción de energía solar. Estos hallazgos contribuyen al avance en la investigación de materiales nanoestructurados para aplicaciones en energías renovables y su impacto en la producción de energía solar.PregradoIngeniero ElectrónicoThis degree work focuses on the manufacture of zinc oxide (ZnO) nanoparticles using the high-energy mechanical grinding method, varying the manufacturing parameters of speed, and grinding time. The obtained nanoparticles characterized using dynamic light scattering (DLS), UV-Visible spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM) techniques. To determine their particle sizes, optical properties, structure, and morphology for their possible application in dye-sensitized cells (DSSC). The results showed that approximately 16% of the suspended particles exhibited hydrodynamic dimensions less than 100 nm in the sample manufactured at 500 rpm during a 12-h grinding period. Additionally, it was possible to produce samples with a bandgap energy lower than 3.2 eV, indicating a favorable response for their use in DSSC solar cells. An analysis was carried out on the influence of particle size on absorbance, thus confirming the potential of ZnO nanoparticles in the development of DSSC cell technologies for solar energy production. These findings contribute to the advancement of research into nanostructured materials for renewable energy applications and their impact on solar energy production.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesAFMZnODSSCNanopartículasDLSXRDAbsorciónZnODSSCNanoparticlesDLSXRDAFMAbsorptionFabricación y caracterización de nanopartículas de óxido de zincManufacturing and characterization of zinc oxide nanoparticlesTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf1459574https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/579c226c-d885-43eb-8516-11233947a1e9/download187c0dc82852f4ce71f7c21c43080aefMD51Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf81998https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/b3328406-24da-4859-97a2-508b7742bad1/downloadd55a773824665167810a1d8f762457e5MD52Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf133861https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5d5b9b6b-e219-4ba5-acf4-bf1ab9a7fb8b/downloadc966303351bb434335a92e938ef2d158MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/3860b647-dd20-40c4-b812-106a409601b5/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/42425oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/424252024-05-17 10:49:34.105http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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