Nuevos procedimientos de síntesis de materiales basados en grafeno para su uso en aplicaciones de interés industrial
- Autores: Antonio Patón Carrero
- Directores de la Tesis: Amaya Romero Izquierdo (dir. tes.), Paula Sánchez Paredes (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Jesús Lazaro Elorri (presid.), Ana Raquel de la Osa Puebla (secret.), Antonio Nieto-Márquez Ballesteros (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Química y Ambiental por la Universidad de Castilla-La Mancha
- Materias:
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- Resumen
En la tesis doctoral titulada "Nuevos procedimientos de síntesis basados en grafeno para su uso en aplicaciones de interés industrial" se aborda un estudio exhaustivo de diferentes rutas de síntesis y funcionalización que puedan afectar a las propiedades fisicoquímicas de los materiales y, por tanto, en su uso en aplicaciones industrial. Para ello se estudio el efecto que diferentes agentes oxidantes pueden tener en la oxidación de grafito y la posibilidad de una nueva ruta industrial mas medioambientalmente sostenible y económicamente mas favorable mediante ferrato potásico que la utilizada hasta la actualidad, la cual utiliza permanganato potásico en acido sulfurico para lograr un proceso oxidativo satisfactorio (Método de Hummers). Ademas se estudio el efecto que el tamaño de particula puede tener en las rutas de síntesis y su aplicación como adsorbente industrial en industrias textiles, para ello se estudio un amplio abanico de materiales grafenicos, caracterizandolos y calculando las variables de adsorcion mas importante para entender la mecánica de adsorción que siguen estos materiales.
En linea a la aplicación de materiales a nivel industrial, también se ha comprobado, la posibilidad de utilizar materiales grafenicos como catalizadores en procesos electroquímicos. Para ello se propone una introducción de grupos nitrogenados en la estructura carbonosa que mejoren estas capacidades, para ello, es necesario realizar un pretratamiento de los materiales en la que se introduzcan grupos funcionales oxigenados que con tratamientos posteriores serán sustituidos por los grupos nitrogenados requeridos para las aplicaciones electroquímicas.
Ademas del uso de oxido de grafeno para estas aplicaciones tambien se estudio otro material carbonoso industrialmente conocido: las nanofibras de carbono. En primer lugar se estudio la posibilidad de introducir grupos funcionales dentro de la estructura de estos materiales mediante el uso de tres agentes oxidantes de diferente naturaleza, ademas, se decidio analizar el efecto que los grupos funcionales introducidos tenian en la dispersabilidad de los materiales en solventes con diferentes polaridades con el fin de utilizar las nanofibras de carbono oxigenadas como refuerzo de aditivos plásticos.
Para concluir, se utilizo el estudio electroquímico realizado previamente con el oxido de grafeno como base para un nuevo estudio electroquimico, esta vez utilizando, nanofibras de carbono como elemento carbonoso. Se analizó el efecto que los grupos funcionales y las capacidades fisicoquimicas de los materiales tratados tienen sobre la capacitancia y la reacción de reducción de oxigeno y como los tratamiento previos pueden llevar a mecanismos de reaccion mas favorables para su uso como electrocatalziador.
