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Title: ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES TÉRMICAS Y ELÉCTRICAS DEL CARBÓN ACTIVADO OBTENIDO DEL PRECURSOR GUADUA angustifolia KUNTH
Authors: Arias Niquepa, Rafael A.
Universidad del Quindío - Hernando Ariza Calderón - Director
Universidad del Quindío - Jhon Jairo Prías Barragán - Codirector
Universidad Autónoma de México - Mario Enrique Rodríguez - Asesor
Keywords: Guadua angustifolia Kunth
CARBÓN ACTIVADO
PROPIEDADES TÉRMICAS
Issue Date: 14-Dec-2016
Abstract: Se reporta la fabricación y la caracterización morfológica, elemental, estructural, térmica y eléctrica de carbón activado (CA) a partir del precursor Guadua angustifolia Kunth biotipo macana. El CA se obtuvo mediante descomposición térmica en un sistema de pirolisis, bajo atmósfera controlada de N2 a diferentes temperaturas de carbonización 573, 673, 773, 873 y 973 K durante 1 h y fue activado empleando NaOH en una relación 4:1 a una temperatura de 973 K durante 1 h. Inicialmente, se realizó la caracterización morfológica y textural de las muestras, empleando las técnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM) y Brunauer-Emmett-Teller (BET). Mediante la técnica de SEM se encontró la distribución del área de partícula y empleando el método de BET, se obtuvo el área superficial y la porosidad. Se realizaron mediciones de análisis elemental con sonda EDS en un sistema de SEM. Se hizo espectroscopia de FTIR a temperatura ambiente y se lograron identificar los grupos funcionales en 705, 1041, 1141, 1650 y 3455 cm-1 asociados a la presencia de los enlaces C-C, Si-O, C-O, C=C y O-H; respectivamente. Estos enlaces concuerdan con los resultados de EDS. Además, mediante espectroscopia Raman, se logró identificar la estructura grafítica para las muestras de carbón activado CA-773K, CA-873K y CA-973K debido a la presencia de la banda G en 1563 cm-1, la cual concuerda con lo reportado en la literatura especializada. De esta forma, los resultados encontrados permitieron establecer una configuración estructural aproximada del CA. También, se realizó la caracterización térmica empleando mediciones de TG, DSC y conductividad térmica según sistema Co-Patent 2012-9821. Los resultados de TG y DSC sugieren que las muestras de CA se comportan térmicamente de manera estable en el rango de temperaturas desde 253 hasta 873 K y mediante el sistema Co-Patent 2012-9821 se encontró un valor aproximado de conductividad térmica de 0.280 W/m K para todas las muestras de CA, en las cuales el mecanismo principal de dispersión térmica podría atribuirse a la interacción fonón-fonón, debido al apilamiento de planos de grafeno oxidado, tal como se puede inferir de los análisis de los ensanchamientos de los espectros Raman. Finalmente, se realizaron mediciones de I vs. V por el método de Wenner y de dos puntas. Los resultados por el método Wenner presentan un comportamiento óhmico, cuya conductividad eléctrica varía con respecto a la concentración de oxígeno y el posible mecanismo de transporte es la dispersión portador de carga con impurezas en donde la conducción eléctrica se estaría realizando por los puentes con presencia de oxígeno. Por el método de dos puntas, se obtuvieron comportamientos no lineales debido a la unión metal-CA, lo cual podría ser utilizado en la industria de la electrónica en el campo de diodos de punto de contacto. Asimismo, estos resultados sugieren que las muestras de CA podrían ser utilizadas en el almacenamiento de energía eléctrica y térmica y en la elaboración de filtros de agua y aire.
URI: http://uquindio-dspace.metabiblioteca.com/handle/001/248
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