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Título: Diseño de aerogeles de óxido de grafeno reducido para la absorción de aceites de motor.
Autor: Cargua López, Carlos Vinicio
Director: Rosas Laverde, Nelly María
Palabras clave: ÓXIDO DE GRAFENO REDUCIDO
SÍNTESIS HIDROTERMAL
ACEITE DE MOTOR
ABSORCIÓN
CIENCIA DE LOS MATERIALES
MATERIALES MULTIFUNCIONALES
Fecha de publicación: 10-nov-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Cargua López, C.V.(2023).Diseño de aerogeles de óxido de grafeno reducido para la absorción de aceites de motor.92 páginas. Quito : EPN, 2023.
Resumen: Nowadays, water pollution due to oil spills and organic solvents is a matter of great importance. Physical absorption using reduced graphene oxide aerogels as absorbent materials has become an effective, environmentally friendly, and user-friendly method for removing these contaminants from water. This is because aerogels are materials with a large surface area, a network of pores, and robustness, facilitating the absorption of contaminant molecules. Although hydrothermal and chemical synthesis methods have been used to manufacture reduced graphene oxide aerogels, poor results have been found in terms of motor oil absorption capacity. Therefore, in this research, a lightweight reduced graphene oxide aerogel with tailored properties for motor oil absorption was fabricated using a combined reduction synthesis. Variables such as the type of graphene oxide, the type of reduction (hydrothermal, chemical, and combined), and the freezing process of the hydrogel at -5°C and -196°C were considered. In addition, a post-synthesis heat treatment at 600°C was performed. Once the aerogel was synthesized, the morphology, structure, porosity, and degree of reduction of the aerogels were evaluated using Fourier-transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy techniques. The characterization results indicated that the type of precursor (graphene oxide), the reduction type in the hydrogel synthesis, and the freezing temperature influence the morphology, porosity, and degree of reduction of the aerogel, as well as the motor oil absorption percentage, speed, and capacity. Finally, the characterization results of the post-synthesis stage suggested that the resulting aerogel with improved properties was obtained using a graphene oxide precursor with a higher degree of oxidation through combined reduction synthesis with a freezing process at -5°C and a heat treatment at 600°C for 1 hour, presenting a robust three-dimensional structure with low density, a superior absorption capacity of over 270 g g-1 , and a 94% pore filling.
Descripción: En la actualidad, la contaminación del agua por derrames de aceite y solventes orgánicos es un tema de gran importancia. La absorción física, utilizando aerogeles de óxido de grafeno reducido como materiales absorbentes, se ha convertido en un método eficaz, ecológico y de fácil uso para eliminar estos contaminantes del agua. Esto se debe a que los aerogeles son materiales con una gran área superficial, red de poros y robustez, que facilitan la absorción de las moléculas contaminantes. Aunque los métodos de síntesis hidrotermal y química han sido empleados para la fabricación de aerogeles de óxido de grafeno reducido, se han encontrado resultados deficientes en cuanto a la capacidad de absorción de aceites de motor. Por tanto, en esta investigación se fabricó, mediante una síntesis de reducción combinada, un aerogel de óxido de grafeno reducido ligero con propiedades a medida para la absorción de aceite de motor. Para ello, se consideraron variables como el tipo de óxido de grafeno, el tipo de reducción (hidrotermal, química y combinada) y el proceso de congelación del hidrogel a –5 °C y –196 °C. Además, se realizó un tratamiento térmico post– síntesis a 600 °C. Una vez sintetizado el aerogel se evaluaron las características de morfología, estructura, porosidad y grado de reducción de los aerogeles utilizando técnicas de espectroscopia de infrarrojo por transformadas de Fourier, Raman y microscopía electrónica de barrido. Los resultados de la caracterización indicaron que el tipo de precursor (óxido de grafeno), tipo de reducción en la síntesis del hidrogel y la temperatura de congelación, tienen influencia en la morfología, porosidad y grado de reducción del aerogel, así como en el porcentaje de llenado, velocidad y capacidad de absorción de aceite de motor. Finalmente, los resultados de la caracterización de la etapa de post–síntesis sugirieron que el aerogel resultante con mejores propiedades fue obtenido usando como precursor un óxido de grafeno con grado de oxidación mayor mediante la síntesis por reducción combinada con un proceso de congelación a –5 °C y tratamiento térmico a 600 °C durante 1 h presentando una estructura tridimensional robusta y de baja densidad, con una capacidad de absorción superior a 270 g g-1 y un llenado de poro del 94 %.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25053
Tipo: masterThesis
Aparece en las colecciones:Tesis Maestría en Materiales, diseño y producción (FC)

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