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Journal of the Mexican Chemical Society

Print version ISSN 1870-249X

J. Mex. Chem. Soc vol.50 n.1 México Jan./Mar. 2006

 

Article

 

Formation of smooth and rough TiO2 thin films on fiberglass by sol-gel method

 

Jorge Medina-Valtierra,1* Manuel Sánchez-Cárdenas,1 Claudio Frausto-Reyes,2 Sergio Calixto3

 

1 Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Av. A. López Mateos Ote. No. 1801, Fracc. Bona Gens, Aguascalientes 20256, México. Tel.: 449-9105002, fax: 449-9700423, e-mail: jormeval@yahoo.com

2 Centro de Investigaciones en Óptica A.C., Unidad Aguascalientes. Constitución 607, Fracc. Reserva de Loma Bonita, Aguascalientes 20200, México.

3 Centro de Investigaciones en Óptica A.C., Loma del Bosque No. 115, Col. Lomas del Campestre, León, Gto. 37150, México.

 

Recibido el 18 de noviembre del 2005.
Aceptado el el 18 de enero del 2006.

 

Abstract

Substrate dipping in a composite sol-gel solution was used to prepare smooth and rough thin films of TiO2 on fiberglass. The deposition of films was done using a solution of titanium (IV) isopropoxide as sol-gel precursor and cetyltrimethyl-ammonium bromide as surfactant. The samples were characterized using Raman and Uv-vis spectroscopy, scanning and atomic force microscopy. In some cases, films only consisted of the titanium precursor gel. A TiO2 61-nm film was obtained with a short immersion of fiberglass into the sol-gel without surfactant. In other cases, the deposited film consisted of a titanium precursor gel encapsulating micelles of surfactant. In each sample, gel film is converted only to the anatase phase by calcining it at 500 °C. It was found that the TiO2 film prepared from the sol-gel with surfactant shows a granular microstructure, and is composed of about 2 μm irregular particles. Smooth TiO2 films could have useful optical and corrosion-protective properties and by other hand, roughness on TiO2 films can enhance the inherent photocatalytic activity.

Keywords: Sol-gel deposition, fiber-glass, TiO2, thin films.

 

Resumen

Se ha usado la inmersión de substratos en un sol-gel hecho de un composito para preparar películas delgadas de TiO2 ya sean lisas o rugosas sobre fibra de vidrio. La deposición de películas se hizo desde una solución de isopropóxido de titanio (IV) como precursor del sol-gel y bromuro de cetil-trimetil-amonio como surfactante. Las muestras fueron caracterizadas usando las técnicas de espectroscopia Raman y Uv-visible, así como la microscopia electrónica de barrido y de fuerza atómica. En casos especiales, la deposición de película consiste en un gel precursor de titanio que encapsula micelas de surfactante. La película de gel es convertida a la fase anatasa por calcinación a 500 °C, las películas lisas de TiO2 pueden tener propiedades ópticas y protectoras y la rugosidad de las películas de TiO2 puede aumentar su inherente actividad foto catalítica.

Palabras clave: Sol-gel depositado, fibra de vidrio, TiO2, películas delgadas.

 

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Acknowledgement

The authors wish to thank to Ma. Refugio García-Ramírez for her technical support in this work. Financial support received from CONACYT (Project SEP-CONACYT-2002 No. 42168) is acknowledged.

 

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