Chemical Vapor Deposition (CVD) is one of the most controllable and efficient method for the synthesis of carbon nanotubes, compared with the arc discharge and laser ablation methods. In this method, the basic prerequisites for the formation of carbon nanostructures are an active catalyst, a source of carbon and adequate energy. According to this, the search of new catalytic materials is very important in this particular field of science. Ordered SBA-15 mesoporous silica has been used as a catalyst support due to its morphology and other specific properties. This material has a hexagonal array of tubular channels and mesoporous SBA-16 has a cubic array of pores. Both materials have pore diameters between 5 to 30 nm, high surface area (600-1000 m2/g), thicker pore walls than other similar materials like MCM-41 and HMS and therefore more thermal stability. These structural and textural properties have allowed mesoporous SBA-15 to be used as catalytic support in a wide variety of active catalysts for many chemical reactions. Tipically, in the CVD Method, oil-derived carbon sorces have been used such as alcohols, aromatic compounds and hidrocarbons. These compounds are not renewable sources and dangerous to the environment. According with this, in this work, the use of bio-renewable carbon sources for the synthesis of carbon nanostructures is proposed. Such as biogas, which is a highly bio-renewable carbon source, obtainable from the decomposition of biomass. The main purpose of this project is to prepare bimetallic supported catalysts and to study its application as substrate precursors for the synthesis of carbon nanostructures using bio-renewable carbon sources using a CVD reactor.
Entre los métodos más utilizados para la síntesis de nanotubos de carbono, se encuentra el de Depósito Químico de Vapor (CVD), el cual ha demostrado ser más controlable y eficiente que los métodos de descarga de arco o evaporación laser para la síntesis de nanoestructuras de carbono. El diseño del catalizador para este proceso es el aspecto más importante de la síntesis. Se prefiere el uso de un catalizador soportado, el soporte catalítico debe ser muy poroso, muy estable térmicamente, y poseer un área superficial muy alta. En el método de CVD, se han utilizado de precursores de carbono tales como hidrocarburos, alcoholes, y compuestos aromáticos, que además de ser compuestos peligrosos a la salud y al medio ambiente, son compuestos no renovables. Otro gran problema ha sido que los compuestos secundarios de la síntesis, tales como radicales libres, llegan a ser muy contaminantes o atentan contra la capa de ozono. Uno de los precursores orgánicos que se proponen para ser utilizados como fuente de carbono, es el biogás, que contiene grandes cantidades de metano, además de dióxido de carbono y ácido sulfhídrico en menor cantidad. El biogás se obtiene a partir de desechos, ya sean industriales, agrícolas y domésticos, lo que lo hace un precursor muy prometedor debido a su fácil obtención, a su costo muy bajo, y a que es un compuesto altamente bio-renovable. Con base en investigaciones anteriores y siguiendo la línea en la dirección de síntesis de nanotubos de carbono, en el presente proyecto se prepararon catalizadores de Co-Mo y Fe-Mo, soportados en sílice mesoporosa SBA-15 y se estudió su aplicación como precursores en el crecimiento de nanotubos de utilizando un sistema CVD.
