Sno2 based oxide systems: synthesis, material science and sensing properties as a function of surface hydroxyls

The thesis is dedicated to the synthesis, comprehensive material science and some sensing properties of SnO2-MetOx oxide systems (where MetOx are IVB and IIIB metal oxides). The study was performed in comparison with blank SnO2, and SnO2 doped with noble metals (Pd, Pt, Rh and their binary mixtures). Results of 8 ex-situ (TEM, HRTEM, XRD, FTIR, UV-Vis, BET, XPS and element analysis), 5 in-situ (TGA, MS-analysis, DRIFT, TXRD, TPR) techniques and sensing properties characterization (DC measurements as a function of temperature and gas composition) are discussed regarding surface chemistry of SnO2 sensing phenomenon. The special attention is paid to the role of surface hydroxyls in the processes related with conductivity change of semiconductor adsorbents upon hydrogen chemisorption and oxidation in dry and humid air.Los principales objetivos de la presente investigación fueron la síntesis de las sistemas oxídicos SnO2-MetOx (donde MetOx corresponde a los óxidos de grupos IVB y IIIB), el estudio extensivo de sus propiedades fisicoquímicas y sus propiedades como sensores de gases. La investigación se ha basado en la comparación de estos materiales con el SnO2 puro y el SnO2 dopado con metales nobles (Pd, Pt, Rh y sus combinaciones binarias). Resultados de 8 estudios ex-situ (TEM, HRTEM, XRD, FTIR, UV-Vis, BET, XPS y MS-análisis de elementos), 5 estudios in-situ (TGA, MS-analysis, DRIFT, TXRD, TPR) y la caracterización de los sensores de gases (conductividad de los materiales semiconductores en función de la temperatura y los componentes de los gases compuestos) se analizan considerando las reacciones químicas superficiales del SnO2. Se ha prestado una especial atención en la participación de los grupos hidroxilo superficiales en el mecanismo de cambio de conductividad del adsorbente semiconductor durante la quimisorción u oxidación del hidrógeno en el aire seco o húmedo