Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2001)
Preparación de tamices moleculares de carbono por CVD
Abstract
Carbon molecular sieves (CMS) have been prepared by chemical vapour deposition (CVD) of carbon from the pyrolysis of benzene molecules on activated carbon surfaces. The pyrolysis of benzene at temperatures in the range 650-850 ºC restricts the accessibility of the micropores due to the creation of constrictions on the microporous network. Temperatures higher than 850 ºC (temperature of carbonisation) add difficulties due to decomposition and sinterization processes. Low flows of nitrogen (30 mL min-1) and high benzene content (13 %) produce a more uniform carbon deposition and wider micropore size distributions. The CVD process on carbons activated to different burn-offs, using temperatures below 850 ºC, flows of 150 mL min-1 and benzene content of 1 %, gives rise to microporous materials which exhibit micropore volumes around 0,25 cm3 g-1 and narrow micropore size distributions: below 0,33 nm, between 0,33-0,41 nm or between 0,41-0,54 nm. The burn-off of the activated carbon has a relative little influence on the textural properties of the CMS that mainly depend on the degree of filling originated by the carbon deposition.<br><br>Se han preparado tamices moleculares de carbono (CMS) mediante el depósito de átomos de carbono, por pirólisis de benceno, sobre la superficie de carbones activados. La pirólisis de benceno a temperaturas comprendidas entre 650-850 ºC genera el cierre progresivo de los microporos debido a la creación de constricciones en la red microporosa que limitan la accesibilidad de determinadas moléculas. El uso de temperaturas superiores a la temperatura de carbonización del precursor (850 ºC) introduce complicaciones debido a la descomposición y sinterización parcial del sólido. Flujos bajos de nitrógeno (30 mL min-1) con alto contenido en benceno (13 %) producen un depósito homogéneo a lo largo de las paredes y los materiales presentan distribuciones microporosas mas anchas. El depósito de carbono sobre carbones activados por pirólisis de benceno a temperaturas inferiores a 850 ºC, utilizando flujos relativamente altos (150 mL min-1) con baja concentración de benceno (1 %) genera tamices con volúmenes de microporos alrededor de 0,25 cm3 g-1 y anchuras de poro distribuidas en intervalos estrechos: inferiores a 0,33 nm, entre 0,33-0,41 nm y entre 0,41-0,54 nm. El porcentaje de quemado del carbón activado de partida tiene relativamente poca influencia sobre las propiedades del tamiz molecular, cuya textura microporosa guarda una estrecha relación con un volumen de microporos controlado por el grado de depósito de carbono.
