Obtención de nanotubos de carbono a partir de acetato de etilo e isopropanol por deposición química de vapor

Abstract

Today the application of carbon nanotubes have caused a growing interest in the research and commercialization of nanotechnology, as well as concern about their implications for the environment and human health, due to their excellent properties.. This concern has led to the search for precursors, catalysts and methods friendly to the environment, applying principles of green chemistry. There is a wide variety of nanotube synthesis methods; the most commonly used is chemical vapor deposition, due to its flexibility, low cost and ease of adaptation. This method involves the use of organic precursors and catalysts that react or decompose on the surface of a substrate to produce the desired deposit. The present work proposes to synthesize carbon nanotubes through the method of chemical vapor deposition at temperatures close to the pyrolysis of ethyl acetate and iso-propanol using argon as gas carrier and an AISI 304 austenitic stainless steel bar as synthesis catalyst maintaining low Ar / precursor fluxes. The aim is proposing a new green and friendly with the environment synthesis method. Subsequently, their properties were analysed. The characterization was realized by Fourier transform infrared and Raman spectroscopy, the crystallinity variation with X-ray diffraction, the alignment of carbon nanotubes, morphology and the atomic percentage by techniques of electron microscopy and energy dispersive spectroscopy.

En la actualidad la aplicación de los nanotubos de carbono debido a sus excelentes propiedades ha causado un creciente interés en la investigación y comercialización de la nanotecnología, así como la preocupación en sus implicaciones al medio ambiente y la salud de las personas. Esta inquietud ha propiciado la búsqueda de precursores, catalizadores y métodos amigables con el entorno, aplicando principios de la química verde. Existe una amplia variedad de métodos de síntesis de nanotubos; el más utilizado es la deposición química de vapor, debido a su flexibilidad, bajo costo y facilidad de adaptación. Este método involucra el uso de precursores orgánicos y catalizadores que reaccionan o se descomponen en la superficie de un sustrato para producir el depósito deseado. El presente trabajo de investigación propone sintetizar nanotubos de carbono a través del método de deposición química de vapor, a partir de temperaturas cercanas a la pirólisis del acetato de etilo e iso-propanol; utilizando como gas de arrastre el argón y como catalizador de la síntesis, una barra de acero inoxidable austenítico AISI 304, manteniendo flujos bajos de Ar como precursor. Con todo esto se busca proponer un nuevo método de síntesis verde y amigable con el ambiente. Posteriormente, se analizaron sus propiedades. Se realizó la caracterización por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y Raman, se evaluó la variación de cristalinidad con difracción de rayos X, la alineación de los nanotubos de carbono, la morfología y el porcentaje atómico presente mediante las técnicas de microscopía electrónica y espectroscopía de energía dispersa.