Síntesis y caracterización de nanotubos de Carbono obtenidos a partir del coque venezolano, Empleando nanopartículas de ferrita de níquel (nife2o4) como catalizador.

Abstract

En este trabajo se presenta la producción de Nanofilamentos de Carbono empleando la técnica de Deposición Química Catalizada en Fase de Vapor (CCVD) usando como fuente de carbono el Coque de Petróleo Venezolano y como catalizador Nanopartículas de NiFe2O4. La gasificación del material carbonoso en Monóxido de Carbono (CO) se realizó de dos maneras en conjunto: mediante activación con Hidróxido de Potasio (KOH) y, por reducción del óxido de hierro-níquel. La morfología, estructura y propiedades magnéticas de los nanomateriales sintetizados fueron estudiadas mediante diferentes técnicas de caracterización como: Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de Rayos X de muestras policristalinas (DRX), Espectroscopía Raman y Magnetometría de Muestra Vibrante (VSM). Los estudios mediante Difracción de Rayos X revelan la presencia de varias fases cristalinas en las muestras sometidas a tratamiento térmico (CCVD), siendo la fase mayoritaria una aleación de Hierro-Níquel, la cual presenta el mismo sistema cristalino que su precursor, una estructura cúbica correspondiente a la fase NiFe2O4. Además, se destaca la formación de estructuras grafíticas más ordenadas de carbono bajo la forma de grafito, a medida que aumenta la temperatura de reacción. Estos resultados coinciden con los obtenidos mediante Espectroscopía Raman, en el cual se observa una disminución del parámetro R desde 1,58 a 1,31 a medida que aumenta la temperatura de tratamiento, indicando un mayor orden en las estructuras de carbono. La formación de nanofilamentos de carbono, específicamente Nanofibras de Carbono (CNF) se evidencia en las Micrografías Electrónicas de Transmisión (TEM) para una temperatura de reacción de 960 ºC. Las CNFs presentan diámetros externos de 5 nm, 10 nm y 12 nm, correspondientes al tamaño de partícula de los catalizadores empleados para su crecimiento, además presenta una distancia interplanar de aproximadamente 0,34 Å característica para nanofibras (CNFs) y nanotubos de pared múltiple (MWCNTs). También es posible distinguir la formación de nanofibras de tipo Octupus a 960 ºC. El nanocompuesto NiFe/CNF obtenido a 960 ºC presenta un comportamiento superparamagnético con una Magnetización de Saturación de 10,89 emu/g. presentando una disminución de un 13 % con respecto a la magnetización que registra su precursor ferrita de níquel (NiFe2O4).