Síntesis y caracterización de CMK-1: réplicas de carbono nanoestructurado de MCM-48

FROILÁN A. LUNA DAMICIS; JULIANA M. JUÁREZ; MARCOS B. GÓMEZ COSTA; JORGELINA CUSSA ; OSCAR A. ANUNZIATA

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

AAIFQ

Introducción Los carbonos mesoporosos sintetizados por réplicas de silicatos mesoporosos son materiales que poseen gran área superficial y altos volúmenes de poros. Estas características le confieren propiedades que permiten utilizar estas réplicas en varias aplicaciones, tales como adsorción, purificación de agua, almacenamiento de hidrogeno, dispositivos electrónicos, etc. Objetivo El objetivo del presente trabajo es sintetizar el material mesoporoso MCM-48 y la correspondiente replica carbonosa (CMK-1) para su posterior aplicación como absorbente de H2 y su utilización en composites nanestructurados con propiedades eléctricas regulables. Resultados El material mesoporoso MCM-48 se sintetizó empleando el método hidrotérmico. Para dicho procedimiento se utilizó tetraetilortosilicato (TEOS) como fuente de silicio y bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como agente plantilla. La síntesis se llevo a cabo en un reactor revestido con teflón, bajo presión autogenerada a temperaturas entre 110 -120 °C. La replica CMK-1 se preparó mediante el método conocido como “template inorgánico”. Al material silícico mesoporoso nanoestructurado (MCM-48), se le realizaron dos impregnaciones del precursor de carbón (en nuestro caso sacarosa) en una solución de H2SO4. Luego se procedió a la calcinación a 900°C para la formación de carbono dentro de los canales de la MCM-48, para luego retirar la estructura de la sílica mesoporosa (MCM-48) utilizando HF a temperatura ambiente. Tanto la plantilla inorgánica (MCM-48), como la replica carbonosa orgánica (CMK-1) fueron caracterizadas mediante XRD, BET y SEM. El patrón de difracción de Rayos X (XRD) de la replica material (CMK.1), muestra una estructura ordenada de poros con planos de difracción (1 1 0) y (2 1 1), mientras que para MCM-48 se observa una estructura cúbica, en concordancia con datos de literatura. Las imágenes obtenidas mediante la técnica SEM muestran la morfología de seudo-esferas de CMK-1 y en dichas muestras se pueden observar algunos cristales esféricos remanentes de MCM-48. Conclusiones La síntesis del material mesoporoso MCM-48 se realizó por síntesis hidrotérmica para ser utilizado como plantilla para realizar una replica carbonosa (CMK-1), obteniendo una material con gran área superficial (>1000 m2/g). Estudios de XRD, BET y SEM indican que fue posible obtener exitosamente una réplica carbonosa CMK-1 a partir de MCM-48, utilizando sacarosa como precursor de carbono.