ZIF’s como soporte catalítico y fuente primaria de carbono en la síntesis de materiales nanoestructurados de carbono y su aplicación en el almacenamiento de hidrógeno

Abstract

En la actualidad, el uso desmedido de los combustibles fósiles, debido al crecimiento de la población, ha provocado problemas ambientales severos, como lo es el calentamiento global. Por ello, la búsqueda de nuevos combustibles limpios como el metanol e hidrógeno ha tenido un gran crecimiento, principalmente en el almacenamiento de este último. En el presente trabajo se planteó la síntesis verde de diferentes materiales ZIFs (ZIF-67, basados en Co y Ni); estos materiales, debido a sus propiedades, son competentes para el almacenamiento de hidrógeno y, además, como catalizadores en la síntesis de nanotubos de carbono. Se estudiaron tres tipos de síntesis verdes, con la finalidad de disminuir los contaminantes que se pueden generar en el proceso; el método hidrotermal, método ionotermal (usando un solvente eutéctico profundo) y el método mecanoquímico (solamente el método hidrotermal está reportado en la literatura para la síntesis de este material). Posteriormente, a estos materiales sintetizados se les realizaron pruebas para evaluar su eficiencia en el almacenamiento de hidrógeno. Por último, los ZIFs sintetizados se emplearon en el crecimiento de nanotubos de carbono por el método CVD, donde estos ZIFs se usaron como una fuente primaria de carbono. Finalmente, todos los materiales sintetizados (ZIFs y NTCs) fueron caracterizados por diferentes técnicas analíticas tales como: Difracción de rayos-X, espectroscopia FT-IR, espectroscopia Raman, microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de rayos-X dispersivos y por fisisorción de nitrógeno. Para el caso del almacenamiento de hidrógeno los ZIF-67(Co) sintetizados por los métodos hidrotermal e ionotermal obtuvieron los mejores resultados (4.74% y 3.04%, respectivamente).