Desarrollo de un sistema de plasma atmosférico para la síntesis catalítica de nanomateriales
Los métodos de producción de nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés) conocidos actualmente son descarga de arco eléctrico, ablación laser, y CVD (por sus siglas en inglés, depósito de vapores producidos por medios químicos). Las primeras dos técnicas han sido desarrolladas solo a nivel...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2016 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/1007 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1007 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Ablación laser info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2299 |
| Sumario: | Los métodos de producción de nanotubos de carbono (CNT, por sus siglas en inglés) conocidos actualmente son descarga de arco eléctrico, ablación laser, y CVD (por sus siglas en inglés, depósito de vapores producidos por medios químicos). Las primeras dos técnicas han sido desarrolladas solo a nivel laboratorio y las cantidades de producción del material, son aún insuficientes para una real expansión del mercado. Actualmente, solo el método CVD ha probado tener posibilidades de escalamiento a nivel industrial (kilogramos de CNT por día por reactor). El reactor CVD por lecho fluidizado (reactor Wrinkler) se ha utilizado históricamente en reacciones catalíticas en el craqueo de petróleo y actualmente en la producción de materias primas y gas sintético a partir de biomasa. Son varias las ventajas tecnológicas del reactor de lecho fluidizado. Entre las más destacables se encuentran: gradientes homogéneos de temperatura y concentración de reactivos y la capacidad de operación continua. Varios sistemas de plasmas atmosféricos (AP, por sus siglas en inglés) operados a corriente directa (DC) han sido exitosamente aplicados en la síntesis de nanopartículas metálicas y otras nanoestructuras. Un tipo de AP operado a DC, conocido en la jerga técnica como antorcha de plasma se ha utilizado para sintetizar CNT de pocas paredes partiendo de precursores en fase gas. Este trabajo se presenta como el desarrollo de una tecnología para la producción escalable de CNT de pocas paredes (FWCNT). Se produjeron CNT por medio de una nueva propuesta de síntesis catalítica que acopla un reactor CVD por lecho fluidizado a una antorcha de plasma comercial. Con el fin de extrapolar la síntesis tradicional CVD de CNT por lotes y con sustratos lisos a una síntesis semi-continua y escalable, sobre soportes micro esféricos de aluminosilicatos (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 93.7%-SiO<sub>2</sub> 6.3%), los cuales fueron usados como lecho catalítico. Se probaron precursores en aerosol y fase gas. Los resultados muestran que el AP reduce el tamaño de las partículas de catalizador (Fe) lo que promovió el crecimiento de CNT de pocas paredes, así como CNT enramados, bajo ciertas condiciones. Un procedimiento de purificación con calor establecido en el reactor reduce un porcentaje considerable (entre 15-25 %) de las impurezas generadas durante la síntesis. |
|---|