Textural and surface chemical characterization of carbon materials

OYARZÚN, A.; RADOVIC, L.; GARCÍA, X.:
Proceedings, TCHMC 2018 [First Chilean Workshop on Carbon Materials], April 2018, Page 29.

Abstract

La determinación de las propiedades texturales y química superficial en todos los materiales basados en carbono, es de gran relevancia. Debido a que estas propiedades, pueden controlar o modificar las reacciones catalíticas o los fenómenos de adsorción. Dentro de las propiedades texturales podemos encontrar: la superficie específica, volúmenes, diámetro, distribución y forma de los poros. Para determinar estas propiedades, se utiliza la técnica de adsorción-desorción de N2, principalmente.

En estas isotermas se observa que el CA presenta una isoterma tipo I y el NTC del tipo IV, asociadas a materiales microporosos y mesoporosos, respectivamente. Ademas, se observa que el nanotubo de carbón presenta un ciclo histéresis tipo H4, clásico de poros cilíndricos o pilareados. Para la determinación de la distribución de tamaños de poros se utiliza los datos de la isoterma y se aplica los modelos BJH para la mesoporosidad o DFT o HK para la región microporosa.

En relación a la química superficial es sabido que los materiales basados en carbono, contienen diferentes grupos orgánicos en su superficie, principalmente en los planos basales de la superficie o en las entradas de los poros. La caracterización de estos grupos se pueden hacer por FTIR y XPS. U􏰌na estimación de estos grupos, también se pueden hacer mediante descomposición a temperatura programada acoplado a masa (DTP-MS). Estos grupos se descomponen en CO, CO2 o CO+CO2 dependiendo de la temperatura.

También las propiedades ácidas, básicas y redox de estos materiales puede ser caracterizada mediante la adsorción-desorción de NH3, CO2 y metanol. Finalmente, dependiendo de la aplicación, estos materiales son usados como soportes de nanopartículas metálicas y óxidos. Mediantes la técnicas de quimisorción de H2(CO) se puede determinar el tamaño promedio de la nanopartícula metálica y su dispersión. También, mediante reducción a temperatura programada se puede determinar la interacción metal-soporte y el grado de reducibilidad de óxidos soportados.

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