Síntesis controlada de nanotubos de carbono por cvd y evaluación de su capacidad de almacenamiento de hidrógeno

Resumen

El principal objetivo del trabajo de esta tesis era llegar a un control de los parámetros variables que caracterizan al método CVD para lograr una optimización del proceso que permita una selectividad de la producción hacia un determinado tipo de material formado por CNTs. Se ha conseguido una producción masiva de MWNTs con un bajo contenido en metales, empleando catalizadores sol-gel soportados en MgO. En este sentido, se ha visto que la adición de Mo a un catalizador sol-gel compuesto por Co soportado en MgO presenta un efecto importante en la producción de los MWNTs tanto sobre las características estructurales de los materiales obtenidos, como sobre la actividad de los catalizadores, aumentando los rendimientos de las reacciones al aumentar el contenido en Mo llegando, incluso, hasta a un rendimiento de un 4000 % cuando la relación Mo/Co es de 30. Se ha concluído, en base a los resultados obtenidos, que las especies de Co son las partes activas del catalizador, mostrando una selectividad hacia la formación de CNTs y no de carbono amorfo quedando, así, demostrado que el Mo es sólo un promotor y no nuclea el crecimiento de los CNTs. Se ha probado la actividad de varios catalizadores sol-gel sintetizados con diferentes metales de transición y mezclas binarias de ellos, dopados con una elevada cantidad de Mo y soportados en MgO. Todos ellos han resultado ser muy activos en la producción de nanotubos de carbono de pared múltiple con una baja grafitización de las paredes y con un elevado rendimiento, con la excepción del Ytrio, que ha resultado ser totalmente inactivo en la producción de CNTs. Se ha encontrado que, reduciendo tanto la relación Mo/Co como la (Mo+Co)/MgO en los catalizadores sol-gel Mo-Co/MgO durante su proceso de preparación, se llega a una mejor dispersión de las partículas metálicas en la superficie del soporte catalítico, lo que resulta en una selectividad hacia la producción de nanotubos de carbono con muy pequeños