Efecto del tiempo de anodización sobre las propiedades fotoelectroquímicas de nanotubos de TiO2

Abstract

La síntesis de TiO2 mediante el proceso de anodización potenciostática es ampliamente estudiada debido a que es posible obtener matrices de nanotubos altamente ordenados, que, al estar soportados sobre un material eléctricamente conductor, como lo es el titanio, los hace muy atractivos para ser empleados como fotoelectrodos en procesos fotoelectroquímicos. En este trabajo se estudia el efecto de tres tiempos diferentes de anodización (30, 60 y 90min) usando un electrolito compuesto por 0,2M NH4F, 10%v/v agua y etilenglicol bajo un potencial constante de 30V. Los nanotubos fueron calcinados a 450°C para obtener la fase cristalina anatasa. La caracterización fotoelectroquímica se realizó mediante las técnicas electroquímicas de OCP, EIS, LSV y CA. Los nanotubos sintetizados a 30mín presentaron un fotopotencial ligeramente más negativo de 0.82V en la prueba de OCP con iluminación, esto implica que los electrones fotogenerados en este material se acumulan en los niveles de energía más cercanos a la banda de conducción. Sin embargo, la cronoamperometría muestra una densidad de corriente mayor (de aproximadamente 4 mA/cm2) para los nanotubos formados a 60 y 90min. Finalmente, el tiempo de anodización más favorable para emplear este material como fotoánodo, es el de 60 min debido a que en los resultados de impedancia muestran una menor resistencia a la transferencia de carga. Con base en este análisis, se repitieron todas las pruebas para la lámina sintetizada a 60min, en donde se varió la potencia de la lámpara en 100, 150, 200 y 250W, evidenciándose una fuerte dependencia del material con relación a las condiciones de iluminación empleadas, demostrando un rendimiento mayor en todas las pruebas a potencias de lámpara más altas