Modificación de síntesis de MXenos Ti3C2Tx para su aplicación como sensores de gas

Abstract

Los detectores de gas son fundamentales para identificar compuestos químicos en nuestro entorno. Son especialmente importantes en áreas como la vigilancia ambiental, la seguridad industrial y la salud pública. La creciente necesidad de sensores que sean más económicos, transportables y que consuman menos energía ha llevado a la investigación de nuevos materiales. En esta tesis, se analizó cómo modificar el proceso de síntesis de la fase MAX Ti3AlC2 añadiendo un exceso de Al. El objetivo de esto es mejorar las propie dades de los MXenos Ti3C2Tx para que sean más efectivos en su uso como sensores de gas. El trabajo se centró en la síntesis de fases MAX con diferentes cantidades de Al (10% y 20%), seguido de la obtención de MXenos a través de exfoliación química, y su caracte rización utilizando DRX, SEM-EDS, TEM, Raman, estudios de detección frente a NO2, entre otros. Aunque no se encontraron diferencias estructurales significativas, las mues tras modificadas mostraron una tendencia a aumentar el parámetro c y a tener una menor formación de TiC residual. En las pruebas de detección de gas, los MXenos con exceso de Al demostraron una mayor sensibilidad (hasta un cambio de señal de 0,45) y una mejor capacidad de recuperación, destacando especialmente la muestra con un 20% extra de Al, que además mostró una temperatura de operación óptima de 40°C. Los resultados obtenidos confirman que ajustar la estequiometría puede conformar una estrategia efectiva para optimizar el desempeño sensores de gas de los MXenos. Se propone como proyecciones investigar cantidades mayores de aluminio, analizar cómo se comportan estos materiales en condiciones ambientales más diversas y estudiar su res puesta a otros gases como los VOCs. Esto podría ampliar su aplicabilidad en el monitoreo ambiental portátil y de bajo consumo eléctrico.