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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/332| Desarrollo de un porógeno sintético para la preparación de carbón activado con alta área superficial | |
| PAULINA LUCIEL LUGO DE LEON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| A lo largo de las últimas décadas, se ha tratado de imitar y perfeccionar las propiedades de los materiales de origen natural. En la búsqueda de nuevos materiales han surgido numerosos conceptos, (nanocompositos, materiales ordenados jerárquicamente, nanopartículas, etc.).
Una de las propiedades que el hombre ha tratado de imitarle a los materiales naturales es la adsorción, característica que se encuentra en materiales como las arcillas, las zeolitas, etc. En éstos materiales naturales se encuentra cierto valor de porosidad y un número de grupos químicos unidos covalentemente a la superficie, responsables del fenómeno de la adsorción. Esta última, por lo general, es insuficiente para poder adsorber las cantidades de contaminantes en líquidos o gases, es decir, baja capacidad debido a su baja área superficial. Por lo tanto ha sido necesario desarrollar materiales adsorbentes con mayor área superficial. Uno de los materiales que ha sido ampliamente estudiado es el carbón activado mismo que se ha vuelto un material indispensable para la eliminación de contaminantes químicos en agua, aceite y muchos otros líquidos y gases esenciales para el bienestar humano. El carbón activado tiene una gran tasa de crecimiento y gran volumen de producción mundial (por arriba de los 1,500 millones de toneladas anuales). Este material tiene un amplio intervalo de
aplicaciones como por ejemplo en filtros de aire para la eliminación de olores, filtros para la purificación de agua, aceite, azúcar, aplicaciones médicas (envenenamientos, males estomacales y ambientes por mencionar solo algunos). Generalmente, el carbón activado se obtiene a partir de residuos vegetales (viruta de madera, cáscaras de frutos, etc.). Existen diferentes métodos para la preparación del carbón activado tales como: activación química utilizando agentes porógenos (ácido fosfórico) y activación física con agentes oxidantes (vapor de agua). El área superficial final dependen tanto de la naturaleza de la materia prima (cáscaras vegetales) como del agente porógeno y por supuesto del método de activación. Estos métodos presentan diversas ventajas: preparación relativamente rápida y obtención de
gran tonelaje de producto activado en instalaciones comerciales, entre otros. Sin embargo, para el método químico se requieren el uso de reactivos químicos nocivos y peligrosos para el medio ambiente como es el ácido fosfórico y polifosfórico. Con el advenimiento y desarrollo de los polímeros sintéticos desde los años 1990s y la aparición de nuevas técnicas de polimerización, fue posible la preparación de nanopartículas de tamaño controlado por debajo de los 100 nm. Hoy se prevé que la polimerización en emulsión puede ser drásticamente modificada pues se ha abierto la posibilidad de obtener látex estables sin el uso de surfactantes. La observación de los últimos sucesos en el área de polimerizaciones y el desarrollo de materiales adsorbentes nos llevó a establecer la hipótesis siguiente: es posible sustituir los agentes porógenos actuales por agentes porógenos sintéticos menos contaminantes para producir carbonos activados (con alta capacidad de descontaminación, mediante el aumento del área superficial de dichos materiales adsorbentes y con eso, su capacidad de adsorción). En este trabajo se sinterizaron nanopartículas Dp< 100 nm suspendidas en agua constituidas de acrilonitrilo y metilmetacrilato mediante polimerización RAFT/PISA. Después de su caracterización, estas partículas fueron usadas para impregnar un material vegetal que fue transformado luego en Carbón activado. Como se describe más adelante, un hecho distintivo de éste trabajo es que se logró unir productos de origen distinto. Uno natural que es desecho agrícola sin interés comercial y el otro de origen sintético. Este último obtenido en una reacción llevada a cabo en agua usando las técnicas más modernas de polimerización. En efecto se logró obtener, partículas con un núcleo hidrófobo y una coraza hidrófila constituidas por el copolímero poli (AMA-b-(AN-co-MMA)) en medio acuoso. Puesto que el PAMA es soluble en agua y el PAN-co-PMMA es insoluble en ese medio, se observó la micelización o “autoensamble” para formar partículas de dimensiones nanométricas. Estas nanopartículas fueron utilizadas como agente porógeno de un sustrato de origen agrícola seleccionado para obtener un material altamente poroso activado in situ. | |
| 2017 | |
| Tesis de maestría | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Maestría |
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