Sensores de fibra óptica para la detección de compuestos orgánicos volátiles basados en materiales silíceos porosos.Efectos de las propiedades texturales y superficiales

Abstract

El presente trabajo fin de carrera aborda el desarrollo de sensores de fibra óptica para la detección de compuestos orgánicos volátiles. El objetivo general es preparar sensores de fibra óptica que empleen como elemento sensor xerogeles silíceos con diferente textura porosa y polaridad. Se compara la respuesta de los elementos sensores frente a diclorometano, acetona, metanol y ciclohexano. Los xerogeles se caracterizaron mediante espectroscopía infrarroja y adsorción de N2 a 77 K. Se prepararon como elementos sensores tres xerogeles con distintas condiciones de síntesis (pH 4.5, pH 10) y precursores tetraetoxisilano (TEOS) y metiltrietoxisilano (MTEOS) mediante el proceso sol-gel, y se inmovilizaron por inmersión sobre las fibras ópticas. El dispositivo de medida consta de una cámara que trabaja a vacío en un sistema a volumen constante. El elemento sensor sintetizado a pH 4.5 tiene la mayor sensibilidad de respuesta para los cuatro analitos. El xerogel más apolar, sintetizado a pH 10 con 20% de MTEOS, presentó la menor sensibilidad. Para los tres elementos sensores, se obtienen mejores respuestas para diclorometano, seguido de acetona, metanol y ciclohexano, siendo no significativa la diferencia entre estos dos últimos. Cuando se bisela la fibra óptica con un ángulo de 30º, la pendiente de la rectas de calibrado es entre 20 y 60 veces mayor que la preparada con un corte perpendicular, si bien, el intervalo de linealidad se reduce.