Facile synthesis of low band gap ZnO Microstructures

Ovando Medina, V. M. y Farías Cepeda, L. y Pérez Aguilar, N. V. y Rivera de la Rosa, Javier y Martínez Gutiérrez, H. y Romero Galarza, A. y Cervantes González, E. y Cayetano Castro, N. (2018) Facile synthesis of low band gap ZnO Microstructures. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 17 (2). pp. 455-462. ISSN 16652738

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Resumen

Abstract In this work a simple chemical route was employed to synthesize ZnO microparticles by precipitation from aqueous solution of ZnCl2 as precursor, NaOH as oxidizing and sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactant. Samples of ZnO microparticles were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), FTIR spectroscopy, Raman spectroscopy, X-Ray diffraction, UV/Vis-NIR diffusereflectance,highresolutiontransmissionelectronmicroscopy(HR-TEM),andN2 adsorption-desorption.Itwasobserved from SEM analysis that ZnO microparticles with morphologies resembling six-blade impeller with diameters in the range of 500 nm to 1 m, and sheet-like (approximately 200 nm×300 nm) were obtained through this technique. X-Ray diffraction and Raman analyses confirmed the obtaining of hexagonal wurtzite ZnO crystal structure. The calculated band gap energy was 3.19 eV, which is slightly lower than the average value reported in the literature. Specific BET area of ZnO microparticles was 26.5 m2/g. Keywords: ZnO, microstructures, band gap energy, SEM, morphology. Resumen En este trabajo se empleó un a ruta química sencilla para sintetizar micropartículas de ZnO mediante precipitación en solución acuosa de ZnCl2 como precursor, NaOH como oxidante y dodecil sulfato de sodio (SDS) como tensoactivo. Las muestras de ZnO fueron analizadas mediante microscopía de barrido electrónico (SEM), espectroscopía de FTIR, espectroscopía Raman, difracción de rayos-X, reflectancia difusa de UV/Vis-NIR, microscopía de transmisión de electrones de alta resolución (HRTEM), y mediante adsorción-desorción de N2. Se observó mediante análisis de SEM que mediante esta técnica se obtienen micropartículas de ZnO con morfologías similares a impulsores de seis-aspas con diámetros entre 500 nm y 1 m, morfologías tipo-hojas(deaproximadamente200nm×300nm).Losanálisisdedifracciónderayos-XydeRamanconfirmaronlaobtención de ZnO con estructura cristalina wurtzita hexagonal. La energía de band gap calculada fue de 3.19 eV, la cual es ligeramente menor que el valor promedio reportado en la literatura. El área superficial BET de las nanopartículas de ZnO fue de 26.5 m2/g Palabras clave: ZnO, microestructuras, energía de band gap, SEM, morfología.

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