Síntesis y caracterización de nanopartículas de sulfuro de cobre y sulfuro de plomo

Abstract

En la presente investigación se describe la síntesis de nanopartículas de sulfuro de cobre y nanoestructuras núcleo-coraza de sílice-sulfuro de plomo utilizando métodos de “química suave”. Del material de sulfuro de cobre se obtuvieron dos muestras, una mediante reacción en baño de agua caliente a temperatura constante y la otra con el empleo de baño ultrasónico. En el caso de las nanoesferas núcleo-coraza de sílice-sulfuro de plomo, se usó el método de Stöber moficado, con el uso de un baño ultrasónico en lugar de agitación magnética, para obtener nanopartículas de sílice monodispersas de alta estabilidad. Estas se usaron como base para el crecimiento de nanopartículas de sulfuro de plomo por el método sonoquímico, formándose una película delgada homogénea de PbS sobre el núcleo de SiO2. Como fuentes de cobre, plomo y azufre, se usaron soluciones de nitrato de cobre, acetato de plomo y tiourea, respectivamente. Las principales propiedades fisicoquímicas de las muestras se estudiaron utilizando diversas técnicas de caracterización. La formación de sulfuro de cobre con estructura cristalina hexagonal fue corroborada, coincidiendo con los valores reportados previamente para la covelita. La capa exterior de las partículas núcleo-coraza corresponde a PbS cúbico con distancias interplanares de 2.95 Å y 3.41 Å. Las pruebas ópticas revelaron brechas de banda prohibida de 1.69 y 2.05 eV, para las nanoesferas de CuS con emisiones de fotoluminiscencia a 421 y 430 nm. Los nanocompuestos núcleo-coraza SiO2-PbS presentaron una energía de banda prohibida de 3.75 eV. Con base en sus propiedades, los calcogenuros sintetizados muestran posibilidades prometedoras para aplicaciones en celdas solares, catálisis y dispositivos optoelectrónicos.