Crédito:Universidad de Finlandia Oriental
Esta tesis doctoral se centra en el desarrollo de nuevos materiales de carbono, su caracterización, y aplicación en almacenamiento de energía y purificación de agua.
Los objetivos específicos de este estudio fueron los siguientes:(1) desarrollar métodos para fabricar materiales de carbono con una estructura similar al grafeno, a partir de precursores baratos y renovables basados en biomasa, (2) mejorar las propiedades de los nanomateriales de carbono con dopaje e (3) investigar la aplicabilidad de estos materiales en el almacenamiento de energía y la purificación de agua.
Los precursores originados por la biomasa utilizados en la síntesis de nanomateriales de carbono cristalinos fueron la paja de cebada y la sacarosa. Es más, SNO nanoestructurado 2 utilizado en la síntesis de SiC / C se extrajo de la cáscara de cebada. Dopaje un proceso que introduce aditivos en las estructuras del material huésped, se utilizó para mejorar las propiedades de las estructuras de carbono para la aplicación deseada. Es más, El estudio proporciona una visión más profunda de la formación del material:fase cristalina, Talla, forma, y estado de aglomeración de los siguientes materiales de carbono dopados:compuesto de nanopartículas de oro / nanoflores de carbono (AuNP / CNF), nanopartículas de silicio recubiertas de carbono (Si @ C), carburo de silicio cubierto de grafito (SiC @ grafito), y grafeno incrustado en hierro (Fe / grafeno).
Se observó que el recocido por inducción es una técnica útil en la modificación de las características del material en el amplio rango de temperatura desde 1000 ° C para carbono amorfo hasta 2400 ° C para carbono grafítico y para obtener grandes rendimientos. También, Se descubrió que el SiC / C nanoestructurado en combinación con carbono adicional es un material viable para el crecimiento de carbono similar al grafeno cuando se usa el recocido por inducción. La presencia de carbono adicional pareció no interferir en la formación del carbono similar al grafeno.
El Si @ C sintetizado se probó como material de ánodo para baterías de iones de litio. Debido al recubrimiento de carbono sobre el silicio, demostró una estabilidad mejorada del ciclo de carga / descarga. Se probó la aplicabilidad del grafeno dopado con hierro como adsorbente para la eliminación de tetraciclina del medio acuoso. Este material mostró una adsorción inicial de tetraciclina de 442 mg g-1, que aumentó aún más a 660 mg g-1 debido a la capacidad de autorregeneración del compuesto.
La tesis doctoral de MSc Arūnas Meščeriakovas, titulado "Síntesis, características y aplicación de estructuras de carbono dopadas, "será examinado en la Facultad de Ciencias y Silvicultura de Finlandia el 4 de junio de 2021 a las 12 del mediodía en el Auditorio Tietoteknia, Campus de Kuopio.