Desarrollo de materiales avanzados basados en nanotubos de carbono y grafeno: Nanocomposites poliméricos reforzados y nanohíbridos catalíticos

• Autores: Manuela Cano Galey
• Directores de la Tesis: Ana M. Benito (dir. tes.), Wolfgang K. Maser (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2013
• Idioma: español
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Materiales compuestos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Digital CSIC
• Resumen

  • En la presente tesis se han desarrollado una serie de metodologías para la síntesis de materiales basados en nanoestructuras de carbono, como son los nanotubos de carbono, el grafeno, y se ha evaluado su uso en la preparación de materiales compuestos poliméricos, y en catalizadores de reacciones de síntesis C-C e hidrogenación.

    Se han diseñado dos estudios diferentes: 1. En el primero, se prepararon composites constituidos por óxido de grafeno (GO), óxido de grafeno funcionalizado, o grafito ultrafino comercial (UTG) para reforzamiento mecánico de matrices poliméricas. Se han utilizado dos tipos de polímeros con diferentes características estructurales: una matriz polimérica termoplástica, el polivinilalcohol (PVA), y un polímero elastómero el poliuretano (TPU). Se han diseñado estrategias de dispersión del GO en disolventes orgánicos, y de funcionalización covalente para mejorar la interacción con el polímero de trabajo. A través de la consecución de estos dos principios básicos, dispersión e interacción efectiva, se ha conseguido una excelente transferencia de carga de la matriz al aditivo que se ha visto reflejada en la mejora de las propiedades térmicas y mecánicas analizadas.

    2. En el segundo estudio se sintetizaron materiales híbridos con nanopartículas metálicas (MNP). Este trabajo se basa en el empleo de los materiales de carbono nanoestructurados, nanotubos de carbono de capa múltiple (MWCNT), óxido de grafeno (GO) y óxido de grafeno reducido (RGO) como soporte de partículas de oro y paladio. Para ello, se estudia maximizar la interacción soporte-partícula sin pasos previos de funcionalización a través de una excelente dispersión de ambos componentes. Se han estudiado sus propiedades catalíticas en reacciones heterogéneas de forma que la interacción del soporte con las partículas sea lo suficientemente fuerte como para resistir las condiciones de presión y temperatura a la que se somete el catalizador en la reacción y obtener así una buena reciclabilidad.