Obtención de Nanofibras de Carbono a Partir del Metano y su Evaluación en la Eliminación de Plomo en el Agua, Arequipa, 2017 - Churata Añasco, Rossibel Dileydi (2018)
El presente trabajo de investigación, tiene como objetivo la obtención de nanofibras de carbono (NFC) a partir de la descomposición catalítica del metano por el método de Deposición Química en Fase Vapor (CVD), y evaluar la capacidad de adsorción de las NFC como adsorbente de plomo (Pb) en solución acuosa. La obtención de NFC conlleva tanto el desarrollo y caracterización química y microestructural de catalizadores; se han utilizado catalizadores metálicos masivos basados en Níquel (Ni), Cobre (Cu) y Alúmina (Al2O3) en general designado Ni-Cu/Al2O3, en donde el contenido de níquel se ha modificado, evaluándose su influencia en la obtención de NFC. Los resultados obtenidos sugieren que al aumentar la carga de Ni en el catalizador, aumenta la producción de NFC; además del rendimiento se ha observado diferencias en el diámetro de las fibras, en donde se aprecia que, al aumentar la carga de Ni, se obtienen fibras con mayores diámetros. En el procedimiento de producción se estudió la influencia de la temperatura de síntesis de nanofibra de carbono, donde se aprecia que a mayor temperatura de crecimiento disminuye el rendimiento de NFC (g NFC/gcat) y el diámetro de las fibras; pero aumenta la cantidad de carbono amorfo producido. Posteriormente las nanofibras de carbono obtenidas se caracterizaron mediante microscopia electrónica de barrido (MEB) y adsorción de nitrógeno (N2) a -196ºC para determinar el área superficial; como resultado de las micrografías por MEB se observó en todos los casos la morfología filamentosa característica de las nanofibras de carbono. En cuanto los resultados del área superficial de las NFC sintetizadas sugieren que el área superficial disminuye tanto al aumentar la temperatura y aumentar la carga de Níquel; las fibras con mayor área superficial de 160.2395 m²/g, se han obtenido con el catalizador Ni20 a 600ºC. Por otro lado en las NFC obtenidas se evaluó también la influencia de la temperatura de crecimiento y carga de níquel, en la capacidad de adsorción (qe) de plomo en el agua, los resultados sugieren que tanto el aumento de carga de níquel en el catalizador y el aumento de la temperatura de crecimiento, disminuyen la capacidad de adsorción de las NFC. se logró obtener NFC con buenas capacidades adsorbentes de Pb(II), se ha alcanzado una capacidad máxima de adsorción de plomo en solución acuosa de 65.48 mg/g con las NFC obtenidas a 600ºC de temperatura de crecimiento empleando catalizador Ni20, 500 minutos de contacto y 500 ppm de concentración de la solución inicial de plomo. Palabras Clave: Nanofibra de carbono, Catalizador, adsorción, plomo