Resumen

Se ha propuesto un modelo de ingeniería resoluble numéricamente que predice la sensibilidad de los sensores potenciométricos de pH basados en óxido metálico (MOX). El modelo propuesto tiene en cuenta la microestructura y la estructura cristalina del material MOX. Las sensibilidades de pH predichas son consistentes con los resultados experimentales con una diferencia por debajo de 6 entre los tres MOX (RuO2, TiO2 y Ta2O5) analizados. El modelo distingue el rendimiento de las diferentes fases MOX mediante la elección adecuada de las densidades de los sitios hidroxilo superficiales y las constantes dieléctricas, lo que permite estimar el rendimiento de los electrodos MOX fabricados mediante diferentes métodos de recocido a alta y baja temperatura. Además, aborda el problema, citado por los teóricos, de determinar independientemente el parámetro de capacitancia interna de Helmholtz C1 al aplicar el modelo de triple capa a los sensores de pH. Esto se hace variando el parámetro de capacitancia C1 hasta que se obtiene una sensibilidad invariante al pH a través de diferentes fuerzas iónicas del electrolito. Este punto de invariancia identifica la capacitancia C1. La sensibilidad de pH correspondiente es la sensibilidad característica de MOX. El modelo se ha aplicado a diferentes tipos de óxidos metálicos, a saber, óxidos caros del grupo del platino (RuO2) y MOX más baratos del grupo sin platino (TiO2 y Ta2O5). Recocido a alta temperatura, RuO2 produjo una alta sensibilidad al pH de 59,1082 mV/pH, mientras que TiO2 y Ta2O5 produjeron sensibilidades sub-Nernstianas de 30,0011 y 34,6144 mV/pH, respectivamente. Recocidos a baja temperatura, el TiO2 y el Ta2O5 produjeron sensibilidades Nernstianas de 59,1050 y 59,1081 mV/pH, respectivamente, lo que ilustra el potencial del uso de MOx más baratos no pertenecientes al grupo del platino como materiales de electrodos sensores alternativos. Por otra parte, se analizó la utilidad de un MOx relativamente menos investigado, barato y fácilmente disponible, el Al2O3, como material de electrodo. El Al2O3 recocido a baja temperatura con una sensibilidad Nernstiana de 59,1050 mV/pH puede considerarse como un material de electrodo potencial. El modelo de ingeniería propuesto puede utilizarse como mecanismo de predicción preliminar para elegir materiales de electrodos de sensores alternativos potencialmente más baratos.

• Materias:Catálisis Cinética química Hidrodinámica Nanopartículas Tecnología de los combustibles
• Subjects:Catalysis Chemical kinetics Hydrodynamics Nanoparticles Fuel technology
• Palabras claves:TiO2, mV, pH, modelo, sensibilidades Nernstianas, materiales de electrodos sensores alternativos, materiales de electrodos sensores alternativos más baratos, MOx del grupo del no platino más baratos, MOx del grupo del no platino más baratos, óxidos del grupo del platino caros.
• Keywords:TiO2, mV, pH, model, Nernstian sensitivities, alternative sensor electrode materials, cheaper alternative sensor electrode materials, cheaper nonplatinum group MOX, cheaper nonplatinum group MOx, expensive platinum group oxides