Síntesis de nano-cebollas mediante tratamiento térmico a partir de un carbón de Cundinamarca

Abstract

Colombia es un país con alta extracción de carbón mineral que suple la demanda nacional y exporta importantes cantidades de este material a diferentes partes del mundo. Sin embargo, a nivel nacional no se han realizado avances importantes en el manejo del carbón, limitando la exportación carbonífera a un producto con bajo valor agregado para la industria. Este trabajo examina la posibilidad de otorgarle valor agregado a carbones minerales obtenidos de minas de cuatro regiones Colombianas: Cundinamarca, Antioquia, Valle del Cauca y Boyacá. Los carbones se beneficiaron con el fin de reducir el contenido de cenizas y posteriormente se sometieron a un tratamiento térmico en atmósfera de nitrógeno a las temperaturas 1200, 1400 y 1600 °C. El objetivo del calentamiento fue carbonizar los carbones para producir nanocebollas, que es un alótropo del carbón de estructura grafénica multicapa. Posteriormente los carbonizados se caracterizaron a través de análisis de densidad aparente, espectroscopia FTIR, Raman, voltamperometría ciclica y análisis termogravimétrico con el fin de determinar si ocurrió la formación de nanocebollas. Los resultados mostraron que los carbones Antioquia, Valle y Boyacá no fueron aptos para obtener carbonizados. Sin embargo, dadas las características del carbón Cundinamarca, este se utilizó en el estudio. La caracterización de los carbonizados del carbón Cundinamarca, mediante diferentes métodos de análisis comprobó que se realizó un importante proceso de carbonización, en el que se obtuvo carbonizado con propiedades similares a las de una nanocebolla de carbono.