Síntesis de óxido de grafeno a partir del coque residual del petróleo (2020)
El coque es un subproducto de la refinación del petróleo utilizado principalmente por la industria de la siderúrgica en la fundición del hierro. Durante su proceso de combustión, se generan gases de efecto invernadero como CO2, SOx y NOx. Adicionalmente, al ser un material particulado su acumulación en extensas áreas a cielo abierto ha generado problemas socio-ambiental; por lo cual, se hace necesaria la búsqueda de nuevas estrategias de almacenamiento y reutilización. En este sentido, considerando que el coque está compuesto por el carbón laminar y grafito, lo convierte en un óptimo precursor para la síntesis de materiales a base de carbono como el óxido de grafeno (OG), que a su vez es un material de partida para la obtención del grafeno o óxido de grafeno reducido, empleando en diversas áreas tecnológicas debido a sus novedosas propiedades. Algunos autores han realizado esta síntesis sometiendo al coque a diversos tratamientos entre los 1000°C, 1200°C hasta los 3000°C, generando separación de compuestos de carbón amorfo hasta obtener una estructura grafítica, conllevando a un mayor gasto energético, económico y quizás emisión de gases como COx, NOx y SOx. Por consiguiente, en el presente trabajo se sintetizó OG, a partir de una muestra de coque con y sin tratamiento térmico a 1200°C, con previa pulverización y eliminación de residuos de compuestos poliaromáticos no anclados a la estructura ordenada mediante tolueno y diclorometano, esto, mediante el método de Hummer modificado. Para determinar la similitud entre los materiales sintetizados y el OG obtenido a partir del grafito, los productos se caracterizaron por UV-Vis mostrando bandas de absorbancia en 240 nm, correspondiente a las transiciones de conjugación C C de π π* presentes en el OG. Los resultados obtenidos por espectroscopía FTIR-ATR evidenciaron bandas similares correspondientes a grupos epoxi, eter, hidroxilos, carbonilos, grupos aromáticos, carboxilos. Mediante difracción de Rayos X (DRX) se obtuvieron mejores resultados para el coque sin tratamiento térmico, obteniendo diversos niveles de oxidación laminar de carbono, representado mediante picos estrechos entre 8 y 12° 2theta. Los resultados obtenidos indicaron la eficacia del Método de Hummer Modificado en la síntesis del OG a partir del coque sin tratamiento térmico obteniendo mejore y similares resultados con respecto al OG a partir del coque tratado térmicamente ya partir del grafito.