Formación de óxidos metálicos semiconductores en carbón activadoCaracterización y aplicaciones

Resumen

Partiendo de un carbón activado comercial (AC; Merck®, 1.5 mm) y de seis precursores de óxidos metálicos (Al3+, Fe3+, Zn2+, SnCl2, TiO2 y WO4 2-), se han preparado tres series de materiales híbridos mediante impregnación húmeda a 80 ºC y secado en estufa a 120 ºC (S1) y posterior calcinación a 200 y 850 ºC (S2 y S3). Las muestras han sido caracterizadas en términos de su comportamiento térmico, composición, microestructura, textura, morfología, química superficial y propiedades eléctricas mediante un amplio abanico de técnicas. También han sido evaluadas como adsorbentes de iones nitrato y fosfato en disolución acuosa y como materiales de electrodo en supercondensadores. Los resultados obtenidos revelan la presencia en AC de estructuras tipo pirona y cromeno, que son oxidadas a grupos fenólicos y ácido carboxílico. El tratamiento térmico de S1 causa liberación de H2O, CO2 y CO debido a procesos de deshidratación, deshidroxilación, descarboxilación y reducción carbotérmica de los óxidos metálicos. Con el aumento de la temperatura en la preparación de S2 y S3, los cambios químicos son más notables para S3 Además, se produce la transformación de los hidróxidos metálicos en óxidos, una mejora en la cristalinidad, un ensanchamiento de la distribución de tamaño de partícula y un incremento en el tamaño promedio de partícula. Los cambios texturales son más significativos para S1 y S2, afectando a las tres regiones de porosidad. La conductividad eléctrica viene determinada esencialmente por las fases soportadas y su valor es el resultado de una interacción entre múltiples factores. El comportamiento como adsorbentes y como materiales de electrodo es prometedor.