RESINAS POLIMÉRICAS PARA LA FORMACIÓN DE CARBONO MESOPOROSO PARA ELECTRODOS DE CELDAS DE COMBUSTIBLE
En este estudio se presentan los resultados de la modificación química de resinas de resorcinol– formaldehido con melamina y amitrol para la obtención de carbono mesoporoso dopado con nitrógeno como una alternativa a los métodos de post-dopaje comúnmente reportados. Los carbonos dopados se emplearon...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación en Química Aplicada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CIQA |
| OAI Identifier: | oai:ciqa.repositorioinstitucional.mx:1025/730 |
| Acceso en línea: | http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/730 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Doctorado en tecnología de polímeros/Doctorado en tecnología de polímeros info:eu-repo/classification/cti/2 info:eu-repo/classification/cti/23 |
| Sumario: | En este estudio se presentan los resultados de la modificación química de resinas de resorcinol– formaldehido con melamina y amitrol para la obtención de carbono mesoporoso dopado con nitrógeno como una alternativa a los métodos de post-dopaje comúnmente reportados. Los carbonos dopados se emplearon como soporte de Pd nanoparticulado y se evaluaron como catalizadores para la reacción de oxidación de ácido fórmico en medio ácido, con perspectivas hacia la aplicación como ánodos en celdas de combustible de alcohol directo. La obtención de carbono mesoporoso (MC) dopado con heteroátomos de N se logró a través de pirólisis de resinas tipo resorcinol-melamina-formaldehído (RMF) y resorcinol-amitrol-formaldehído (RAF) sintetizadas por autoensamblaje con surfactante F127. Las resinas fueron caracterizadas utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis térmicos (TGADSC) y resonancia magnética nuclear (RMN) para la resina modificada con amitrol. Los carbonos obtenidos fueron caracterizados por FTIR, espectroscopia Raman, difracción de rayos-X (DRX), isotermas de adsorción/desorción (BET-JBH) y actividad electroquímica por voltamperometría cíclica (CV). Los catalizadores fueron preparados depositando nanopartículas de Pd sobre los carbonos MCM, MCA y MC utilizando NaBH4 como reductor químico y hexacloropaladato de amonio como precursor de Pd, obteniendo Pd/MC; Pd/MCM y Pd/MCA. Posteriormente, se caracterizaron por DRX, microscopia electrónica de transmisión (TEM) y mediante CV se determinó el área electroquímicamente activa (ECSA) y su actividad en la electro-oxidación de ácido fórmico en medio ácido. El contenido de N en carbonos dopados, determinado por análisis elemental, varió de 1.2 hasta 3% para los MCM y de 1 hasta 3.8% para los MCA. Se determinó que con el contenido de melamina en la resina se promueve una mayor grafitización del MCA y se observó la disminución del espaciamiento interplanar del grafito en el plano (002), que varió de 0.380 nm para 0.357 nm con el incremento de melamina. Sin embargo, la evaluación de las propiedades texturales sugiere el colapso de la estructura durante la pirolisis, asociado a la inadecuada interacción entre monómero-melamina-surfactante que afectó el autoensamblaje para la formación de micelas. Resultados similares fueron encontrados para el carbono obtenido de la resina modificada con amitrol (MCA). |
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