Síntesis y caracterización de materiales jerárquicos nanoestructurados de carbón tipo CMK-5

K. MONTIEL; K. SAPAG; D. BARRERA; J. VILLARROEL ROCHA

Neuquén

Simposio; 3er Simposio sobre Adsorción, Adsorbentes y Sus Aplicaciones; 2018

Universidad Nacional del Comahue

Los materiales jerárquicos nanoestructurados de carbón (MNC) en los últimos años han recibido gran atención principalmente por sus interesantes propiedades. Entre ellas se pueden resaltar una alta superficie específica, grandes volúmenes de poros, su porosidad jerárquica en la región micro mesoporosa, buena estabilidad térmica, hidrofobicidad en su superficie, así como alta capacidad para interactuar con átomos, iones y moléculas no sólo en la superficie externa, sino también en el bulk del material. Estas propiedades han hecho que los MNC sean materiales atractivos para ser utilizados en diversas aplicaciones como adsorbentes, soportes catalíticos, materiales de electrodos, entre otras. Una de las rutas tradicionales para obtener carbones mesoporosos es mediante la activación química o física de precursores que contienen carbono. Sin embargo, con esta ruta de síntesis, no es fácil obtener carbones mesoporosos con estructura de poros ordenada. En cambio, con la técnica de nanocasting es posible mejorar el nivel de ordenamiento estructural utilizando una matriz inorgánica (plantilla) para guiar la formación de poros y producir nuevos materiales con un amplio control de la porosidad.En este trabajo, se obtuvieron diferentes MNC del tipo CMK-5, utilizando SBA-15 como plantilla, alcohol furfurílico (AF) como fuente de carbón y 1,3, 5-trimetilbenceno (TMB) como disolvente. Con el fin de evaluar las condiciones más adecuadas para sintetizar MNC tipo CMK-5, se sintetizaron una serie de materiales realizando variaciones en: i) el porcentaje de (AF) respecto al volumen total de poros de la sílice (80, 110, 130 y 150%) y ii) la relación molar AF/TMB (30:70 y 20:80). Esta serie de materiales se caracterizaron mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, análisis térmico, adsorción-desorción de N2 a 77K y adsorción de CO2 a 273 K. Finalmente, se encontró que los materiales sintetizados con porcentajes y relaciones molares más bajas presentaron mejores propiedades texturales.