Desarrollo de nuevos materiales carbonosos a partir de breas de carbón y de petróleofibras de carbón y fibras de carbón activas

Resumen

En este trabajo de tesis se ha estudiado la preparación de fibras de carbón y fibras de carbón activas a partir de breas de petróleo y de carbón. Para ello se ha realizado un estudio de las características y transformaciones que experimentan las breas durante cada una de las etapas involucradas en su preparación. La caracterización de las breas nos ha permitido diferenciar claramente breas de industrias diferentes. Se han desarrollado novedosos tratamientos para hacer hilables las breas con temperaturas de reblandecimiento elevadas. Estos han consistido en un tratamiento combinado en nitrógeno y aire y, otro novedoso, el mezclado de brea de petróleo y carbón. En cuanto a la etapa de estabilización de las fibras de brea, se ha encontrado una diferencia entre las fibras de brea de petróleo y de carbón. Con el fin de reducir el excesivo tiempo requerido para la estabilización de fibras se han ensayado novedosos métodos de estabilización, consistente en un pretratamiento inicial de las fibras con agua oxigenada o nítrico. Ambos han resultado ser muy efectivos para reducir el tiempo, además con nítrico ya se consigue estabilizar las fibras. Se carbonizaron las fibras, obteniéndose FC con todos los materiales de que partimos. Se prepararon FCA con todas las FC obtenidas, con un buen desarrollo de la porosidad. Las FCA obtenidas han resultado ser unos materiales esencialmente microporosos, con una elevada capacidad de adsorción. Se ha puesto de relieve la influencia que tiene el agente activante en la textura porosa y en las propiedades mecánicas de las FCA. Las FCA se han aplicado para el almacenamiento de metano. Dada la elevada densidad de empaquetamiento y microporosidad de las FCA estas presentan la máxima capacidad de almacenamiento encontrada. Finalmente, las FCA se han utilizado para estudiar la bondad del uso del CO2 para caracterizar la microporosidad. El uso de elevadas presiones para la adsorción de CO2, indicó que el...