TAZ-TFG-2017-4319


Tratamiento de nanotubos de carbono y hollín grafítico con vapor de agua: Análisis comparativo por espectroscopía óptica y tamaño de partícula

Velilla García, Diego
Ansón Casaos, Alejandro (dir.)

Mallada Viana, María Reyes (ponente)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2017
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: Los nanotubos de carbono constan de uno o varios cilindros de carbono con semiestructuras de fullerenos en sus extremos. Así, se clasifican en nanotubos de una sola pared (SWCNTs – Single-Walled Carbon Nanotubes) y de pared múltiple (MWCNTs – Multi-Walled Carbon NanoTubes). La purificación trata de eliminar las impurezas producidas durante la síntesis, tales como carbono amorfo, fullerenos, partículas grafíticas y partículas metálicas. En este contexto, el objetivo de este trabajo es el estudio experimental del tratamiento de SWCNTs y hollín grafítico con vapor de agua en un reactor tubular de cuarzo a presión atmosférica en un intervalo de temperaturas de 560 a 760°C. Este método de purificación se basa en la hipótesis de que los nanotubos de carbono tienen menor reactividad que las impurezas de carbono frente al vapor de agua a alta temperatura. Se lleva a cabo un análisis de termogravimetría (TGA) para conocer el comportamiento de las muestras en atmosfera inerte. Además, se pone en marcha la instalación experimental para alcanzar las condiciones de trabajo ideales mostradas en el TGA. Los principales productos de gasificación se estudian mediante espectroscopía UV-VIS y NIR, y tamaño de partícula, siendo dispersados con anterioridad en una disolución acuosa de un tensoactivo. Mediante estos estudios se evalúa la influencia de la temperatura como variable de operación. Además, se realiza un análisis comparativo con otras muestras comerciales y modificadas de SWCNTs y MWCNTs con la intención de obtener una visión más general. Se detecta que en las muestras de SWCNTs tratadas no existe una oxidación preferencial de las impurezas con respecto a los nanotubos de carbono. Además, a partir de una temperatura aproximada de 622°C, la compactación de las partículas predomina por encima de la rotura de los enlaces haciendo que el tamaño de partícula aumente en vez de disminuir. En la comparación con las muestras comerciales y modificadas se observa que la pureza de partida de la muestra SWCNT es más baja y no mejora con el tratamiento. Este hecho podría estar provocado precisamente por un contenido de nanotubos inicial bajo. La obtención de mayores o menores tamaños de partícula no guarda una relación clara con los distintos métodos de síntesis y tratamientos de las muestras.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado

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