Evaluación de la factibilidad de la síntesis de nanotubos de carbono a partir de los productos de la gasificación de un carbón

Abstract

En este trabajo se realizaron estudios de gasificación a diferentes temperaturas y concentración de agente gasificante (O2) a un carbón de bajo rango de Amagá, para obtener una mezcla de gases con una composición de monóxido de carbono que permitiera usar dicha mezcla gaseosa como precursor de carbono para la síntesis catalítica de nanotubos de carbono (CNT) por el método de deposición química de vapores o CVD por sus siglas en inglés, usando como catalizador un material mesoporoso (MCM-41) con 3% de Co. La mejor composición del gas fue: CO (11,75 %), CO2 (1,4%), CH4 (0,12 %) y H2 (0,72 %) a 1100 °C con 9,8% de O2. Se hicieron estudios isotérmicos y no-isotermicos con los modelos de Ozawa– Flynn–Wall (OFW) y Vyazovkin para hallar los parámetros cinéticos de la gasificación. Se caracterizó el carbón mediante análisis último y próximo. El catalizador fue sometido a análisis de difracción de rayos X, y superficie BET. Los nanotubos de carbono sintetizados fueron caracterizados mediante TGA, TEM y espectroscopia Raman.

Abstract: In this work, gasification tests at different temperatures and concentration of gasification agent (O2) were carried out using a low-rank coal from Amagá in order to obtain a gas mixture with a relative high carbon monoxide composition which was used as a carbon precursor for catalytic synthesis of carbon nanotubes, using a mesoporous material (MCM-41 with 3% Co) as catalysts. The best composition of the gas was CO (11,75 %), CO2 (1,4%), CH4 (0,12 %) and H2 (0,72 %) at 1100 ° C with 9.8% O2. Isothermal and non-isothermal test were performed with the Ozawa-Flynn-Wall (OFW) and Vyazovkin models to find the kinetic parameters of gasification. The coal was characterized by proximate and ultimate analyses. The catalyst was subjected to X-ray diffraction analysis, and BET surface. The obtained carbon nanotubes were characterized by TGA and Raman spectroscopy.