10 al 14 de Octubre de 2016

"Extracción selectiva de carbono desde carburos. Una forma de confeccionar los materiales a escala nanométrica"

Dr. Pedro González García
Catedrático CONACYT
Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI)

 

Resumen:

Sin lugar a dudas, el carbono ha desempeñado un papel importante a lo largo de la historia de los seres humanos. La variedad de propiedades que presenta le confieren múltiples beneficios y aplicaciones, por lo que los métodos para su obtención, caracterización y utilización han evolucionado significativamente hasta el día de hoy. Del mismo modo, el establecimiento y uso adecuado de las técnicas de microscopia electrónica se ha convertido en una herramienta imprescindible para la observación, estudio y entendimiento de nuevos materiales nanoestructurados.

La extracción selectiva de los elementos metálicos, que forman la estructura cristalina de un carburo metálico, es una metodología propuesta para la obtención de estructuras de carbono de alta pureza, forma específica, alta área superficial y tamaño de poro homogéneo. Algunos de los procedimientos descritos para la obtención de este tipo de estructuras son por ejemplo: la reacción del carburo de calcio con sales inorgánicas o la lixiviación hidrotermal de carburos. Sin embargo, el tratamiento térmico a altas temperaturas en presencia de halógenos ha mostrado ser un método eficiente para obtención de materiales de carbono con las características previamente mencionadas. Los materiales de carbono obtenidos por este método son conocidos como CDC, de su acrónimo en inglés Carbide-Derived Carbon. A partir del uso de diversos carburos metálicos como precursores para producir CDC ha sido posible obtener una variedad de nanoestructuras de carbono que dependen principalmente de la estructura cristalina del precursor y de su estequiometría. Se ha observado además, que la variación de las condiciones de síntesis, principalmente la temperatura y la cinética de la reacción, tienen un papel importante en las características y propiedades finales de los CDC.

Una de las principales ventajas que ofrece la síntesis de CDC sobre otros métodos de preparación de nanoestructuras de carbono consiste en la posibilidad de controlar la microestructura y porosidad a escalas nanométricas, lo que permite optimizar las propiedades de los materiales finales con vistas a mejorar su funcionamiento en aplicaciones avanzadas, tales como, almacenamiento de hidrógeno o metano, electrodos en dispositivos electroquímicos de doble capa, soportes catalíticos, tamices moleculares, entre otros.