Distribución de tamaño de poros de carbones nanestructurados ordenados

R. H. LÓPEZ

Guadalajara

Conferencia; 2 Coloquio de Diseño y Textura de Nanoestructuras; 2013

Red de Diseño Nanoscópico y Textural de Materiales Avanzados. UAM Iztapalapa, UA del Estado de Morelos y la Univ. de Guadalajara

El diseño y estudio de materiales novedosos con propiedades fisicoquímicas específicas es de gran interés en diversos campos científicos y tecnológicos. En los últimos años, los carbones nanoestructurados (CN) han atraído una gran atención debido a sus interesantes propiedades útiles en muchas aplicaciones industriales entre las cuáles se destacan adsorción, catálisis, captura y almacenamiento de gases, entre otras. Las múltiples aplicaciones de estos materiales son el producto de sus interesantes propiedades tales como hidrofobicidad de la superficie, alta superficie específica, grandes volúmenes de poro, inercia química, buena estabilidad térmica, buena estabilidad mecánica, fácil manipulación y bajo costo de manufactura [1,2]. Adicionalmente, una de las grandes ventajas de los CN es que pueden interactuar con moléculas no sólo en la superficie sino también en el bulk del material. En este trabajo se sintetizó un CN mediante el método de réplica usando como plantilla inorgánica el material mesoporoso ordenado de sílice SBA-15 y sacarosa como fuente de carbón. El material final obtenido consiste en un arreglo ordenado de nanotubos formados a partir de los poros cilíndricos que conforman la matriz inorgánica. Tanto el material SBA-15 como el CN obtenido se caracterizaron por diferentes técnicas tales como difracción de rayos X a bajo ángulo, adsorción ? desorción de nitrógeno a 77 K, microscopía electrónica de barrido (SEM) y transmisión (TEM). Con el fin de obtener una PSD confiable para este tipo de materiales, se empleó el método de Monte Carlo en el Gran Canónico (GCMC), basado en dos kernels usando un modelo de poros tipo rendija y cilíndrico. A partir de este modelo se obtuvieron las distribuciones de tamaño de poro, con poro tipo rendija, cilíndrico y una mezcla de ellos, y se compararon con las obtenidas mediante el modelo QSDFT (Quenched Solid Density Functional Theory). Las simulaciones utilizando el GCMC mostraron un buen acuerdo con la isoterma experimental y algunas diferencias con las PSD obtenidas mediante los métodos QSDFT. Por lo tanto, estos resultados obtenidos validan el método GCMC como una alternativa en el estudio detallado de la porosidad de este tipo de materiales. Agradecimientos. Se agradece el invaluable aporte de las Instituciones que hicieron posible este trabajo: UNSL, ANPCyT y CONICET (Argentina). Referencias [1] B. Sakintuna, Y. Yürüm. Ind. Eng. Chem. Res. 44 (2005) 2893. [2] Y. Xia, Z. Yang, R. Mokaya. Nanoscale. 2 (2010) 639.