Films Electrocrmico de NiOH2

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Films Electrocrómico de Ni(OH)2

• Avanzo, Romina
• Balmaceda, Gustavo
• Cosenza, Vanina
• Karothy, Luciana
• Portillo, Florencia

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Objetivos

• Sintetizar óxidos de Ni por la técnica de sol-gel
  utilizando como reactivos NiSO4, LiOH y CH3CO2H.
• Obtención de films por métodos de dip-coating y
  electrodeposición.
• Caracterización de xerogel calcinado y sin
  calcinar por diversas técnicas intrumentales.
• Análisis del efecto electrocrómico de estos films
  y su relación con el diagrama de Bode.

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Introducción

• Oxidos de Ni son materiales electrocrómicos
  cambian de espectro de absorción, y en general
  de color, al cambiar su estado de oxidación
  Ni3?? Ni2
• La intensidad de respuesta y su estabilidad a lo
  largo de los ciclos redox dependen de los
  precursores, el método de síntesis, el método de
  deposición y tratamientos térmicos posteriores
• Aplicaciones espejos antireflectantes, ventanas
  inteligentes, indicadores de temperatura en
  sistemas de seguridad, sensores de gases, filtros
  ópticos y en pantallas y displays en
  telecomunicaciones Ventaja Baja
  energía

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Introducción Diagrama de Bode
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Preparación de los soles, geles y films

• Basificar NiSO4 con el LiOH ?? NiOH
• Lavar precipitado
• Peptizar con CH3CO2H formación del
  sol-gel
• Adición de PVA mejor adherencia de films

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Preparación de los soles, geles y films

• Films
• Sobre vidrio recubierto con Au
  Dip-coating
• Sobre ITO Electrodeposición
• Xerogel en polvo
• Por evaporación
• Calcinación a 350ºC por dos horas

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Instrumentación

• SEM acoplado a EDAX composición atómica de
  la muestra
• DRX Cristalinas vs. Amorfa
• TGA moléculas perdidas al calcinar
• UV-visible voltametría efecto
  electrocrómico.
• Celda espectroelectroquímica conectada a un
  potenciostato y colocada en un espectrofotómetro

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Parte experimentalCaracterización

• Difracción de rayos X (DRX)
• Sobre xerogeles
• 2? 35 a 66
• Tiempo de cada paso 1s
• Intensidad
  
• 
  
• 
  2?

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Parte experimentalCaracterización

• Xerogel a Tambiente amorfo (no se observan
  picos)
• Xerogel calcinado cristalino
• IR
• Sobre film calentados a distintas temperaturas
• No se observan las bandas esperadas debido
  probablemente al espesor del film
• Podría observarse la aparición de la fase
  cristalina siguiendo la banda ?Ni-OH asi como la
  presencia de grupos como SO42- o AcO-

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Parte experimentalCaracterización

• SEM EDAX
• Sobre xerogeles
• Se puede analizar la pérdida de grupos al
  calcinar
• A. Muestra sin calcinar
• 
  keV

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Parte experimentalCaracterización

• B. Muestra calcinada a 350C, 2 hs
• 
  keV
• La proporción de C representa Acetato, la de S
  Sulfato y la de Ni NiO y Ni(OH)2

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Parte experimentalCaracterización

• Se ve que la proporción de C disminuye al
  calcinar lo que implica pérdida de Acetato.
• Tanto S como Ni también disminuyen pero se debe
  al aumento de la proporción de Si (confirmado por
  TGA)
• TGA
• Sobre xerogel sin calcinar.
• Rango Tamb-650C
• Rampa 10C/min.

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Parte experimentalCaracterización
Gráfico de masa (mg) vs. Temperatura (ºC) para
una muestra en xerogel de Ni(OH)2

• Gráfico de (dmasa/dT) vs. Temperatura (C)
  

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Parte experimentalCaracterización

• Primera pérdida a aprox. 100 C H2O
• Segunda pérdida a aprox. 400C Acetato
• (diferencia con bibliografía probablemente
  debido a distinta rampa de T)
• Voltamperometría cíclica-mediciones
  espectroelectroquímicas
• 1.Electrodeposición
• Sobre film ITO (óxido de Indio y Estaño)
• NiSO4 50mM (para depositar Ni(OH)2)
• Electrodo de referencia Ag/AgCl/KCl sat
• Contraelectrodo Pt

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Parte experimentalCaracterización

• 2.Medición espectroscópica
• Celda con KOH 2M
• V 0 (forma reducida), V 500mV (forma oxidada)
• GRAFICOS!!!!!
• Se puede observar que absorbe más la especie
  oxidada que la reducida.

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Parte experimentalCaracterización

• 3.Voltametría cíclica
• V inicial 0 V
• V final 500mV
• ? 550 nm
• GRAFICO!!!

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Conclusiones

• Los óxidos de Ni no calcinados presentan un
  importante efecto electrocrómico siendo el Ni 3
  la especie coloreada.
• Se comprobó que el ciclo coloración-blanqueo no
  se ve afectado luego 6 ciclos redox.
• Se observó que al calcinar, el sólido tiene un
  mayor carácter cristalino y que se pierden varios
  grupos funcionales.

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• MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!