Resumen

Se produjeron nanoesferas de carbono a partir de residuos de petróleo obtenidos en la producción de breas de petróleo por destilación de aceites decantados, mediante deposición química de vapor a 1200 °C, sin catalizadores y en un proceso continuo. Se seleccionaron tres residuos para representar la variabilidad típica de las propiedades de este material. Se utilizaron nitrógeno y argón como gases portadores. Los tres residuos produjeron nanoesferas de propiedades similares, más influidas por la naturaleza del gas portador. Los rendimientos en masa del 40-50% y la escasa dependencia de la composición del precursor indican que el proceso es adecuado para su uso industrial a gran escala.

INTRODUCCIÓN

Las nanoesferas de carbono tienen estructuras concéntricas con diámetros típicos entre 50 nm y 1 µm, constituyendo una forma intermedia entre los fullerenos y sus derivados, con diámetros comprendidos entre 2 y 20 nm, y las microesferas de carbono, con diámetros superiores a 1 µm. Aunque la mayoría de los estudios sobre nanomateriales de carbono se centran en nanofilamentos (nanotubos y nanofibras), se han identificado varias aplicaciones para las nanoesferas, como soportes para catalizadores o biosensores, moldes para sintetizar biomateriales y electrodos para baterías de iones de litio. Al igual que otros materiales de carbono, las nanoesferas también tienen potencial para su uso en compuestos poliméricos. Los primeros estudios han revelado su posible aplicación en materiales compuestos piezorresistivos basados en resina epoxi, utilizados como sensores de presión, y en compuestos conductores basados en poliuretanos. 

La deposición química en fase vapor, utilizando hidrocarburos puros como precursores, es el método más extendido para sintetizar nanomateriales de carbono, debido a su simplicidad y facilidad de escalado. Sin embargo, aún quedan por superar dos retos: el elevado coste de estos materiales y el limitado control de las estructuras producidas. En este trabajo, se demuestra que las nanoesferas de carbono pueden producirse en altos rendimientos a partir de residuos de la producción de breas de petróleo, siendo las propiedades del producto poco afectadas por la composición.

Las breas de petróleo se obtuvieron por destilación de aceites decantados (residuos del craqueo catalítico) y se recogió la fracción ligera (condensado). Se seleccionaron tres muestras de condensado para representar la gama de propiedades típicas de este material, y se caracterizaron mediante picnometría, espectroscopia infrarroja y de resonancia magnética, extrografía y análisis elemental. Los condensados se vaporizaron y se introdujeron en un horno de tubo vertical a 1200 °C a una velocidad de 15 mL/h. 

• Materias:Residuos del petróleo Nanoestructuras Síntesis
• Subjects:Petroleum waste Nanostructures Synthesis
• Palabras claves:Nanoesferas de carbono; Residuos de petróleo; Depósito químico de vapor
• Keywords:Carbon nanospheres; Petroleum residues; Chemical vapor deposition