Fabricación y caracterización de carbón activado y de nanoplaquetas de carbón a partir de Guadua angustifolia Kunth para aplicaciones en electrónica
PDF

Cómo citar

Prías-Barragán, J. J., Echeverry-Montoya, N. A., & Ariza-Calderón, H. (2015). Fabricación y caracterización de carbón activado y de nanoplaquetas de carbón a partir de Guadua angustifolia Kunth para aplicaciones en electrónica. RACCEFYN, 39(153), 444–449. https://doi.org/10.18257/raccefyn.139

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas Alternativas

Resumen

Se fabricaron y caracterizaron muestras de carbón activado y nanoplaquetas de carbón obtenidas de Guadua angustifolia Kunth empleada como precursor para aplicaciones en electrónica flexible. El carbón activado se obtuvo en un sistema de pirólisis bajo atmósfera controlada de nitrógeno a una temperatura de 573 K durante una hora y las nanoplaquetas, a una temperatura de 973 K durante una hora. El carbón se activó empleando hidróxido de sodio e hidróxido de potasio con una temperatura de activación de 973 K. Las nanoplaquetas se obtuvieron mediante procesos de molienda mecánica en mortero y procesos de cavitación durante seis horas. Las muestras de carbón activado se caracterizaron mediante isotermas de adsorción y se encontró un área superficial de 408,0 m²/g y 308,9 m²/g para el carbón activado con hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, respectivamente. Se utilizó la difracción de rayos X para determinar la presencia de electrólitos remanentes del proceso de activación. Las imágenes obtenidas con el microscopio electrónico de barrido revelaron la estructura porosa del carbón y la presencia de las sales electrolíticas remanentes. Mediante voltametría cíclica se determinó una capacitancia específica máxima de 111 F/g. El carbón activado se empleó en la fabricación de un supercondensador flexible y se logró una capacitancia de 7,9 mF. Las nanoplaquetas se caracterizaron mediante las técnicas de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectrometría infrarroja  con  transformada de Fourier y microscopía electrónica de transmisión, con las que se corroboró la presencia de nanoplaquetas de grafito oxidado con espesores inferiores a 13 nm; las curvas de intensidad-voltaje evidenciaron un comportamiento no lineal, atribuido a efectos de percolación de los portadores de carga eléctrica. Estos resultados sugieren  que el carbón activado y las nanoplaquetas de carbón son excelentes candidatos para aplicaciones electrónicas. © 2015. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.
https://doi.org/10.18257/raccefyn.139
PDF

Referencias

J., Taberna, P. L., Simon, P., Fauvarque, J. F., Chesneau, M. (2001). Studies and characterisations of various activated carbons used for carbon/carbon supercapacitors. Journal of Power Sources. 101: 109-116. Recuperado de http://www.sciencedirect.com science/article/pii/S0378775301007078

Guerrero- onzález, D.R. (2011). Desarrollo de materiales nano-estructurados basados en óxidos de manganeso con uso potencial en electrodos para dispositivos de almacenamiento de energía (Tesis de maestría). Universidad Nacional de Colombia. Manizales.

Geng, Y., Wang, S. J., Kim, J. K. ( 2009). Preparation of graphite nanoplatelets and graphene sheets. Journal of Colloid and Interface Science. 336: 592-598. Recuperado de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979709004147

He L. X. & Tjong S. C. (2013). Zener tunneling in conductive graphite/epoxy composites: Dielectric breakdown aspects. eXPRESS Polymer Letters. 7(4): 375–382.

Jayalakshmi, M. & Balasubramanian, K. (2008). Simple capacitors to supercapacitors - An overview. International Journal Electrochemical Science. 3: 1196-1217. Recuperado de http://www.electrochemsci.org/papers vol3/3111196.pdf

Lesme J. R. (2013). Pirolisis de biomasa. Experiencias y apli-caciones. Manuscrito en preparación. Centro de Estudios de Eficiencia Energética. Recuperado de http://cengidoc.cengican.org/Portal/SubOtrasAreas Cogeneracion/Presentaciones/PirolisisBiomasa.pdf

Liu, Y., Zhao, Y., Zhang, Y. (2014). One-step green synthesized fluorescent carbon nanodots from bamboo leaves for copper (II) ion detection. Sensors and Actuators B. 196: 647-652. Recuperado de http://www.sciencedirect.com/science/article pii/S0925400514002019

Llobet, E. (2013). Gas sensors using carbon nanomaterials: A review. Sensors and Actuators B. 179: 32-45. Recu-perado de http://www.sciencedirect.com science/article/pii/S0925400512011938

Pandolfo, A. G. & Hollenkamp, A. F. (2006). Carbon properties and their role in supercapacitors. Journal of power sources.157: 11-27. Recuperado de http://www.sciencedirect.com/science/article pii/S0378775306003442

Prías Barragán, J. J., Rojas González, C. A., Echeverry Montoya, N. A., Fonthal, G., Ariza-Calderón, H. (2011). Identificación de las variables óptimas para la obtención de carbón activado a partir del Precursor Guadua angustifolia Kunth. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas y de la Tierra. 35 (135): 157-166.

Rozploch, F., Patyk, J., Stankowski, J. (2007). Graphenes bonding forces in graphite. Acta Physica Polonica A. 112 (3): 557-562,Recuperado de http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/PDF/112/a112z308.pdf

Sangwan, V. K., Southard, A., Moore, T. L., Ballarotto, V. W., Hines, D. R., Fuhrer, M. S., Williams, E. D. (2011). Transfer printing approach to all-carbon nanoelectronics. Microelectronic Engineering. 88: 3150–3154.

Wei, L., & Yushin, G. (2012). Nanostructured activated carbons from natural precursors for electrical double layer capac-itors. Nano Energy. 1: 552-565. Recuperado de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285512001097

Wen-Pin S., Li-Chi, T., Chian-Wen, L., Ming-Yuan, C., Chienliu, C., Yao-Joe, Y., Kuang-Chao, F. (2010). Flexible temperature sensor array based on a graphite-polydimethylsiloxane composite. Sensors. 10: 3597-3610.

Declaración de originalidad y cesión de derechos de autor

Los autores declaran:

  1. Los datos y materiales de referencia publicados han sido debidamente identificados con sus respectivos créditos y han sido incluidos en las notas bibliográficas y citas que así se han identificado y que de ser requerido, cuento con todas las liberaciones y permisos de cualquier material con derechos de autor.
  2. Todo el material presentado está libre de derechos de autor y acepto plena responsabilidad legal por cualquier reclamo legal relacionado con la propiedad intelectual con derechos de autor, exonerando completamente de responsabilidad a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
  3. Este trabajo es inédito y no será enviado a ninguna otra revista mientras se espera la decisión editorial de esta revista. Declaro que no hay ningún conflicto de intereses en este manuscrito.
  4. En caso de publicación de este artículo, todos los derechos de autor son transferidos a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, por lo que no puede ser reproducido de ninguna forma sin el permiso expreso de la misma.
  5. Mediante este documento, si el artículo es aceptado para publicación por la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, la Revista asume el derecho de editar y publicar los artículos en índices o bases de datos nacionales e internacionales para académicos y uso científico en formato papel, electrónico, CD-ROM, internet ya sea del texto completo o cualquier otra forma conocida conocida o por conocer y no comercial, respetando los derechos de los autores.

Transferencia de derechos de autor

En caso de que el artículo sea aprobado para su publicación, el autor principal en representación de sí mismo y sus coautores o el autor principal y sus coautores deberán ceder los derechos de autor del artículo correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, excepto en los siguientes casos:

Los autores y coautores se reservan el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, presentaciones orales y distribución a algunos colegas de reimpresiones de su propio trabajo publicado, si se otorga el crédito correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias. Exactas, Físicas y Naturales. También está permitido publicar el título de la obra, resumen, tablas y figuras de la obra en los sitios web correspondientes de los autores o sus empleadores, dando también crédito a la Revista.

Si el trabajo se ha realizado bajo contrato, el empleador del autor tiene el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, reproducir o distribuir en papel el trabajo publicado, de manera segura y para uso exclusivo de sus empleados.

Si la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales fuera solicitada por un tercero para el uso, impresión o publicación específica de artículos ya publicados, la Revista debe obtener el permiso expreso del autor y coautores de la trabajo o del empleador excepto para uso en aulas, bibliotecas o reimpreso en un trabajo colectivo. La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales se reserva el posible uso en su portada de figuras entregadas con los manuscritos.

La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales no puede reclamar ningún otro derecho que no sea el de autor.