Síntesis de esponjas de carbono dopadas con nitrógeno mediante deposición química de vapor y su aplicación en remediación ambiental

Abstract

"La eliminación de contaminantes farmacéuticos en los efluentes de agua se ha realizado utilizando diferentes materiales tales como membranas poliméricas, carbón activado, nanotubos de carbono, nanofibras, carbón poroso, minerales de arcilla, resinas, cepas de microalgas, etc. Recientemente, una nueva estructura de carbono tridimensional ha presentado propiedades de adsorción excepcionales. Estas propiedades se deben a su gran área superficial y grupos funcionales unidos a su superficie. En el presente proyecto utilizamos para tal propósito, esponjas de carbono dopadas con nitrógeno (N-CS). Estos nanomateriales de carbono fueron fabricados utilizando el método de deposición química de vapor asistida por aerosol (DQVAA), usando una solución de bencilamina, etanol, tiofeno y ferroceno como precursores de la síntesis. La temperatura de síntesis óptima para el crecimiento de nuestras N-CS fue de 1020°C durante cuatro horas. Se emplearon tres tipos de N-CS en la adsorción de estos fármacos de la siguiente manera: i) prístina; ii) tratadas con ácido durante 1 minuto; iii) tratadas con ácido durante 5 minutos. Todas las muestras se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), espectroscopía Raman, análisis termogravimétrico (TGA), fisisorción de N2 y espectroscopia UV-Vis. Los resultados muestran que las N-CS tratadas con ácido durante 5 minutos presentaron una mejor adsorción de los tres fármacos estudiados."

"Removal of pharmaceutical contaminants in water effluents have been performed using different materials such as polymeric membranes, activated carbon, carbon nanotubes, nanofibers, porous carbon, clay minerals, resins, microalgae strains, etc. Recently a new three-dimensional carbon structure has presented exceptional absorption properties. These properties can come from the large superficial area and functional groups attached to the surface. We used nitrogen-doped carbon sponges (N-CS) synthesized with benzylamine, ethanol, thiophene and ferrocene solution at 1020 °C during four hours by a chemical vapor deposition (CVD) method. Three kinds of N-CS were employed in the adsorption of these drugs as following: i) pristine; ii) acid treated for 1 minute; iii) acid treated for 5 minutes. All samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA), physisorption of N2 and UV-Vis sprectroscopy. The results show that five minutes acid treated N-CS presented a better adsorption of the three studied drugs."