1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
2. Tesis de Posgrado
3. Querétaro
4. Instituto Tecnológico de Querétaro
5. TESIS DE MAESTRÍA
6. MAESTRÍA EN INGENIERÍA

Titre:	SÍNTESIS DE NANOESTRUCTURAS GRAFÉNICAS OBTENIDAS MEDIANTE LAS RUTAS SOLVOTERMAL E HIDROTERMAL: ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTRUCTURA Y LAS CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS EN FUNCIÓN DEL TIEMPO DE REACCIÓN
Auteur(s):	MONDRAGÓN HERRERA, LUIS ITZKUAUTLI
metadata.dc.subject.other:	Nanoestructuras Grafénicas, solvotérmico, carbonización, arriba hacia abajo, abajo hacia arriba
Date de publication:	2022-05-20
Editeur:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico de Querétaro
Description:	Este proyecto propone la obtención de Nanoestructuras Grafénicas (NG) a través de los métodos hidrotermal y solvotermal; a su vez estos procesos involucran las dos rutas de síntesis generales en nanotecnología que son de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba, principalmente denominadas en inglés Bottom – Up y Top – Down, respectivamente. En la primera ruta mencionada se trata de unir partículas de diminuto tamaño hasta formar una más grande, mientras que en el Top – Down se emplean materiales 3D o 2D para cortarlos de manera física o química hasta formar nanomateriales. Dentro de cada una de estas rutas se encuentran diversos métodos con los cuales se pueden sintetizar los Puntos Cuánticos, en el método solvotermal los materiales precursores utilizados principalmente son alótropos del carbono y/o materiales que su estructura este principalmente compuesta por Carbono. Debido a su naturaleza en base Carbono, la síntesis y aplicación de las NG se ha diversificado , y nuevas alternativas se han propuestos donde los precursores que pueden ser utilizados ya no dependen únicamente de los alótropos de carbono o materiales grafénicos; sino que pueden ser utilizados para la formación de estos materiales como precursores, desechos orgánicos de frutas, verduras, plantas, entre otros; aunado a esto, las NG tienen una sinergia entre las propiedades del grafeno y de los puntos cuánticos con lo cual presentan una gran variación de propiedades como lo son una alta área superficial, conducción térmica y eléctrica, no toxicidad, biocompatible que le permiten tener un campo de aplicación muy amplio, como lo es en la biomedicina, electrónica, electroquímica, materiales compuestos y otras áreas en las que se han ido desarrollando al continuar la investigación y desarrollar nuevos métodos o modificar y mejorar los ya conocidos. En este proyecto se empleó para la ruta Bottom – Up, específicamente el método hidrotermal de carbonización incompleta, a partir del Ácido Cítrico (AC) para sintetizar NG. Al analizar los nanomateriales obtenidos por esta ruta se pudo observar que varían su tamaño de acuerdo con el tiempo que se encuentran en carbonización, ya que esto provoca que puedan seguir uniéndose más partículas de AC y ampliar el diámetro de las NG, mientras que los grupos funcionales presentes y las bandas de absorción obtenidas a partir de la espectroscopia UV-Vis de los enlaces C=C y C=O son las mismas y no presentan desfase. En el caso de la ruta Top – Down, se utilizó como precursor grafito (GR) el cual se oxida, siguiendo el método de Hummers Modificado, obteniendo así el Óxido de Grafito (OGR) XIV que posteriormente se exfolia mediante un baño ultrasónico para obtener las láminas de Óxido de Grafeno (OGE) y finalmente por un método solvotermal se obtuvieron las NG. Dentro del análisis de los parámetro de síntesis estos nanomateriales se pudo notar que al incrementar el tiempo de interacción con el Dimetilformamida en el método solvotérmico, las NG disminuyen su tamaño y tienden a perder su forma circular, por otro lado, a diferencia de las NG obtenidos a partir del Ácido Cítrico, las NG obtenidos a partir del Grafito presentan grupos funcionales de OH en menor cantidad y las bandas de absorción del anillo aromático (C=C) y del carbonilo (C=O) que se obtuvieron por medio de la espectroscopia UV-Vis no presentan variación entre las NG. De esta manera se pudo observar que las principales diferencias entre los métodos analizados, solvotérmico e hidrotermal de carbonización incompleta, es que en el caso del método de la ruta Top-Down se manejan tiempos de procesos de horas mientras que en el método de la ruta Bottom-Up se utilizan minutos para sintetizar las NG, aunque, en este último método se obtienen las NG en solución junto con residuos del solvente y material precursor, por lo que es necesario el uso de pos-procesos para poder obtener las NG de manera sólida y sin contaminantes. En el caso de las diferencias morfológicas y estructurales obtenidas a partir de las técnicas de caracterización empleadas se tiene primero que la morfología obtenida a partir del TEM en el caso del método solvotérmico el diámetro disminuye y se pierde la forma circular con el incremento del tiempo de reacción, mientras que por el método de carbonización incompleta aumenta el diámetro de las NG, aunque no se tiene un control. Por otro lado, en el caso de la estructura, de acuerdo a los resultados obtenidos por medio del FTIR de las NG obtenidos a partir del grafito se nota que disminuye la cantidad de grupos oxigenados con el aumento del tiempo de reacción, aunque esto genera vacancias en la estructura grafítica, esto último fue observado en los espectros Raman, mientras que en las NG obtenidos a partir del Ácido Cítrico, de acuerdo al FTIR se observa una disminución de los grupos oxigenados con el aumento de tiempo de reacción, mientras aumentan los enlaces C=C, mismo efecto que se puede observar en los espectros Raman. Por último, ambas rutas pueden ser escalables al no emplear equipos avanzados y utilizar solventes en cantidades reducidas y la elección de un método puede radicar en los materiales precursores, el tiempo de procesamiento que va en relación a la ruta, ya sea el solvotérmico o el hidrotermal de carbonización incompleta, el tamaño de NG, los grupos XV oxigenados de las NG obtenidos a partir del Ácido Cítrico y el pos-proceso que pueden requerir las NG obtenidos a partir del Ácido Cítrico.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
Collection(s) :	MAESTRÍA EN INGENIERÍA

Ce document est protégé par copyright Voir la licence

Ce document est autorisé sous une licence de type Licence Creative Commons