SINTESIS DE NANOPARTÍCULAS DE CuO y ZnO A PARTIR DE UNA ALEACIÓN DE Zn-Cu PARA TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS Synthesis of nanoparticles of CuO and ZnO to from an alloy of Zn-Cu for treatment of water contaminated Autora: Zunilda N. Cabrera de Morales.

I SIMPOSIO PERUANO DE NANOTECNOLOGÍA

27, 28 y 29 de Junio del 2012.

RESUMEN.

SINTESIS DE NANOPARTÍCULAS DE CuO y ZnO A PARTIR DE UNA ALEACIÓN DE Zn-Cu PARA TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS

    Synthesis of nanoparticles of CuO and ZnO to from an alloy of Zn-Cu for treatment of water contaminated

Autora: Zunilda N. Cabrera de Morales.

Universidad Nacional de San Agustín- Arequipa.

Zunilda.cabrera@hotmail.com

Área Temática.

En los procesos de síntesis de NPs, la caracterización de nanoestructuras de Óxidos metálicos y Nanotubos de Carbono fue realizada mediante Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) equipado con detector para espectroscopia de energía dispersiva de Rayos X (EDX). Se sintetizó y caracterizó nanoestructuras de óxido de zinc y oxido de cobre sintetizados en la superficie de una aleación de Zn-Al-Cu-Sn, y también nanotubos de Carbono. La aleación se obtuvo mediante técnicas de pulvimetalurgia que incluye procesos como molienda mecánica, extrusión en caliente y tratamientos térmicos, entre otros.Parte experimental

Las nanoestructuras en forma de alambres fueron producidos en la superficie de un material compuesto de composición Zn77Al21Cu2 reforzado con 10% Cu68,5Sn31,5 primeramente a una temperatura de 300 ºC continuando el  tratamiento térmico a 900 ºC. Al sintetizar nanotubos de Carbono, se observó una estructura grafítica con una distancia interplanar que corresponde a la del grafito turbostrático (3.40Å), cuya forma es del tipo “bamboo” y además contienen partículas de hierro en las puntas. La distancia interplanar en las partículas de hierro es 1.21Å.

La síntesis y caracterización de nanoestructuras a partir de la aleación Zn77Al21Cu2 en estado coloidal y en polvos se realizó mediante dos clases de tratamientos térmicos: Súbitos y escalonados. En el caso de la aleación Zn77Al21Cu2 en polvos, las microestructuras sintetizadas son: “Nanopeines” y “nanoalambres”.

De acuerdo a los resultados del análisis químico mediante EDX, estas microestructuras corresponden a ZnO. A partir de la aleación Zn77Al21Cu2 en estado coloidal se sintetizaron nanocinturones, nanoflores y tetrápodos de ZnO. Los parámetros de temperatura y tipo de tratamiento térmico determinan el tipo de microestructura sintetizada.

Microestructuras del tipo barras, flores, tetrápodos de tamaños diferentes y tubos hexagonales fueron obtenidas a partir del Zinc en laminilla. Por otro lado, nanoestructuras tipo alambres fueron sintetizadas a partir de polvos de ZnO después de ser sometidos a diferentes tiempos de molienda y a diferentes tratamientos térmicos. Además, se sintetizaron microestructuras tipo whiskers a partir de un alambre de Cobre. Por último, nanoestructuras tipo flores fueron sintetizadas a partir de una mezcla de laminillas de Zinc y Cobre.

Resultados.

Se realizó las simulaciones a partir del sistema ZnO con el objetivo de definir las propiedades electrónicas de diferentes tipos de nanoestructuras de Óxido de Zinc. Los cálculos se realizaron utilizando el código SIESTA, usando la teoría del funcional de la densidad DFT en el marco de la aproximación de densidad local LDA con base en la combinación lineal de orbitales atómicos LCAO.

Se realizó la simulación de tratamiento de aguas y se observó que los nanotubos de Cu-Zn  obtuvieron remociones de 93,5 y 99,5 por ciento de cromo, para concentraciones iniciales bajas, intermedias y altas, 0,02, 0,19 y 2,5 ppm, respectivamente. De la misma manera, se realizó la simulación para Cd, Pb y Hg.se realizó además simulaciones con microorganismos patógenos en el que se evidenció resultados de hasta el 100por ciento frente a microrganismos patógenos.

Palabras clave: Nanoestructuras Microscopía electrónica

Tratamiento de aguas.

 

 

 

 

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