Preparación y activación de fibras a partir de breas de aceite de antraceno

Abstract

En esta memoria se estudia la preparación de fibras de carbono y fibras activadas a partir de nuevos precursores como son las breas de aceite de antraceno. La caracterización de las breas permitió obtener parámetros relevantes para su posterior transformación en fibra (temperatura de hilado, perfiles temperatura-tiempo de estabilización). El proceso de preparación de las fibras se optimizó con el fin de obtener altos rendimientos, pequeños diámetros y buenas propiedades mecánicas. Las fibras de carbono se activaron químicamente, determinando el efecto de los distintos parámetros experimentales (tipo de agente activante, proporción agente/fibra y temperatura) sobre la porosidad desarrollada. Se estudió por primera vez la activación directa de fibras estabilizadas sin carbonizar y se establecieron las ventajas de esta metodología frente a la clásica de activación de fibras carbonizadas. Se prepararon, asimismo, fibras mesoporosas mediante activación catalítica a partir de breas dopadas con un nuevo precursor de catalizador, el naftenato de cobalto, estudiándose su efecto sobre la capacidad de hilado de la brea dopada y sobre la porosidad que desarrollan las fibras durante su activación catalítica. Con el fin de aumentar la alcalinidad de las fibras, éstas se enriquecieron con nitrógeno mediante distintos métodos: tratamiento con amoniaco a temperaturas elevadas (amonización) tanto de fibras carbonizadas como de fibras estabilizadas y activación química de fibras con un alto contenido en nitrógeno, preparadas a partir de mezclas de brea con resinas. La amonización directa de fibras estabilizadas permitió realizar los procesos de carbonización, activación y enriquecimiento en nitrógeno en una sola etapa. Una selección de las fibras activadas con distintas características se ensayó como adsorbente selectivo de CO2 y como catalizador para la oxidación de SO2, evaluándose en cada caso el efecto de la textura porosa y la química superficial en su comportamiento como adsorbente y como catalizador.