Characterization and functionalization of Carbon morphologies

Autor/a

Dapena Sanz, Judit

Abstract

Avui en dia, les diferents formes de Carboni són un dels focus d'estudi més importants tant per a la investigació de materials com a nivell industrial. Aquest element presenta característiques totalment diferents depenent de la morfologia amb la qual es manifesta, i de la forma amb la qual s'enllaça obtenint diferents geometries. Des de la forma més amorfa i primària com és el negre de carbó (carbon black), fins a les formes més treballades en la nanotecnologia com serien els nanotubs de carboni, la ciència busca constantment aplicacions derivades del Carboni per a la millora del món que ens envolta. D'aquí neix la principal motivació d'aquest treball, la qual resumeix una petita part del que pot arribar a ser un estudi molt ampli per obrir fronteres més enllà de les característiques primàries que aquest element pot oferir.Aquest treball es centrarà principalment en tres diferents formes en què es presenta el Carboni: negre de carbó (carbon black), nanotubs de carboni i microfibres. Les tres, al provenir d'un mateix origen presenten característiques tan semblants, però alhora, presenten propietats tan diferents, seran estudiades de primera mà amb l'objectiu de ser funcionalitzades a nivell tant superficial com estructural: d'aquesta manera es veurà si a partir de les modificacions impartides es manifesten canvis, com es manifesten, i en el millor dels casos, poder relacionar aquestes transformacions tant a nivell químic com físic, amb el seu comportament.
Per aconseguir aquest objectiu, es faran una sèrie de modificacions mitjançant agents reactius com ho és l'àcid nítric, el permanganat potàssic o l'àcid sulfúric, i equip de laboratori especialitzat en l'estudi de paràmetres on es veuran reflectits els canvis a partir de la realització dels diferents tractaments. Es començarà amb tractar les mostres de carbó black i nanotubs amb àcid nítric, on s'han d'observar les modificacions realitzades a partir de l'SEM a nivell físic, i a partir d'espectres IR i proves amb el BET per a l'estudi a nivell químic. Es farà un tractament per crear defectes en l'estructura de les morfologies on a partir de l'espectroscòpia Raman s'han d'observar les diferències respecte les mostres originals. Finalment, s'incidirà un plasma de nitrogen sobre les microfibres a partir d'un Reactor Horitzontal de Plasma per observar quin efecte presenta la inserció d'àtoms sobre l'estructura d'aquesta morfologia.
Totes les observacions faran possible la creació de diferents hipòtesis que poden ser aplicables per a estudis posteriors i trobar una possible sortida a l'efecte de les modificacions sobre aquestes estructures, per a la seva possible aplicació en el comportament que es coneix del Carboni fins al moment.

Director/a

Borrós i Gómez, Salvador

Estudis

IQS SE - Grau en Enginyeria Química

Data

2020-02-17