Optimizacion del pre-tratamiento con iodo sobre el rendimiento de carbono en mallados electroestirados de alcohol polivinilico.

ARIEL COHEN; MILTON KATZ; ALICIA VERGARA; LAURA RIBBA; ROBERTO CANDAL; SILVIA GOYANES

Encuentro; 104° Reunion de la Asociacion Fisica Argentina; 2019

En la actualidad, se ha incrementado la demanda de recursos energeticos de alta potencia que sean muchomas amigables con el medio ambiente, para aplicaciones que van desde bateras para dispositivos electronicosportatiles hasta el desarrollo de capacitores usados en desalinizacion de aguas. En particular, la desalinizacioncapacitiva es una tecnica muy prometedora ya que, no solo es capaz de disminuir la concentracion de las sales delagua sino que tambien almacena energa. Generalmente los electrodos de carbono son los mas usados para estaaplicacion por su buena conductividad y elevada area supercial.Recientemente, se han empleado nanobras de carbono como parte activa de estos electrodos. Una alternativa esobtenerlas mediante pirolisis de bras polimericas. Comunmente, se parte un polmero precursor que por pirolisisproduce nanobras de carbono. En este trabajo, se utilizo como polmero precursor el poli (alcohol vinlico) que esun polmero biodegradable, facilmente electroestirable y que posee un elevado contenido de carbono. Sin embargo,se descompone en productos de bajo peso molecular por debajo de la temperatura de carbonizacion. Con la nalidadde mejorar la estabilidad termica del material se pueden aplicar pre-tratamientos tanto qumicos como fsicos.Partiendo de esta premisa se aplico a los mallados de bras nanometricas un pre-tratamiento con iodo tomandocomo consideracion dos variables: la cantidad de iodo y el tiempo de exposicion de la muestra a la atmosferacon iodo. A partir de estas variables se busco optimizar el rendimiento de carbono posterior a la pirolisis. Losmallados utilizados para el proceso se obtuvieron mediante la tecnica de electroestirado partiendo de una solucion de alcohol polivinlico (PVA) del laboratorio Sigma Aldrich en agua destilada al 12% m/m. Posteriormente,peque~nas fracciones del mallado (7x1 cm) fueron tomadas como muestras. Cada muestra se coloco en un frascode vidrio cerrado con diferentes cantidades de iodo solido a una temperatura de 80o C durante distintos tiempos.Una vez nalizado el dopaje y a n de eliminar el exceso de iodo, las muestras son lavadas con etanol y posteriormentese realiza un tratamiento termico con rampas hasta 195o C para eliminar cualquier resto de solvente. Paradeterminar el rendimiento se utilizo un equipo de termogravimetra (TGA) el cual se expone a las muestras a uncalentamiento en rampas de 10o C hasta 800o C, manteniendose en esta ultima temperatura durante dos horas.El equipo de TGA pesa las muestras mientras son sometidas al proceso de pirolisis. El ultimo peso es comparadocon el peso inicial de la malla y con el que tena previo al TGA.Para generar la atmosfera de iodo se utilizaron cantidad variables entre (0; 0274 1) y (0; 0938 0; 0001)g, y se expusieron las muestras durante tiempos comprendidos de 3 a 24 hs. Los valores intermedios de losparametros previamente mencionados fueron determinados mediante el software Design Expert. En el analisis deTGA, se encontro que las muestras dopadas para tiempo menores a 24 hs se volatilizaban completamente, adiferencia de las muestras expuestas por 24 hs con atmosferas con contenidos de iodo de (0; 0344 0; 0001) y(0;0774 0; 0001) g cuyos rendimientos fueron de (10; 41 0; 06)% y (23; 1 0; 1)% respectivamente. A partirde estos resultados se observo adicionalmente la morfologa de la supercie de los materiales desarrollados con unmicroscopio electronico de barrido por emision de campo (Zeiss DSM982 GEMINI) y as identicar las diferenciasproducidas por los pre-tratamientos y la morfologa nal de las bras de carbono.