Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática ...

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Dr. WI BER LOYOLA CAR ZA

COSEO: Dr. CRO LAGUILAR QUIRO

TRUJILLO· PE (J

2010

Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA

CARBÓN ACTIVADO A PARTIR DE ANTRACITA PARA

CONDUCIR CORRIENTE ELÉCTRICA

AUTORES:

MAGUIÑA CHAVEZ YURIT JESSICA 2516006-02

CUBAS BONILLA MARIA MONICA 0516040-02

ASESOR:

Dr. WILBER LOYOLA CARRANZA.

COASESOR:

Dr. CROSWEL AGUILAR QUIROZ

TRUJILLO-PERÚ

2010



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JURADO DICTAMINADOR

________________________________________

DR. WILBER LOYOLA CARRANZA

_________________________________________

MS. JOSE SILVA VILLANUEVA

_________________________________________

ING. ERNESTO WONG



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GRACIAS AL DIOS PADRE

Por seguir brindándome la vida,

la salud, las fuerzas y haber

hecho posible mi mayor deseo;

para El mi gratitud y mi infinito amor

A mi hermana:

NASTASHA

Por darme constante aliento para poder

culminar mis estudios profesionales.

A mis padres:

BENINGO Y NORMA

Quienes con su amor, enseñanza y apoyo

incondicional supieron guiarme durante toda

mi vida y porque nunca desconfiaron de

logro de este proyecto. A ellos mi gratitud

y mi inmenso cariño.

YURIT



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AL SEÑOR JESUCRISTO Por enseñarme el camino correcto de la vida,

guiándome y fortaleciéndome cada día.

A mis padres:

MARCO Y MONICA

por su apoyo incondicional,

en especial a mi madre que con sus consejos

y su amor me ha brindado las mejores

lecciones de vida y me ha enseñado a

seguir adelante a pesar de las adversidades.

A mis hermanos:

CESAR Y LUIS

que son los mejores amigos que tengo,

por creer y confiar siempre en mí,

apoyándome en todas las decisiones

que he tomado en la vida.

MARIA



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AGRADECIMIENTO

Expresamos nuestro reconocimiento y agradecimiento a nuestro profesor y co-

asesor Dr. Croswel Aguilar Quiroz por su generosidad al brindarnos la

oportunidad de recurrir a su capacidad y experiencia científica en un marco de

confianza, afecto y amistad, fundamentales para la realización de este trabajo.

Un agradecimiento especial al Ing. Wilber Loyola Carranza por la colaboración

brindada a lo largo de la realización experimental de esta investigación.

Agradecemos a nuestros compañeros del grupo de investigación por el apoyo

brindado durante el presente trabajo.

Nuestro agradecimiento sincero al Sr. Alcántara, técnico del laboratorio de cinética

y catálisis por el apoyo incondicional brindado durante el presente trabajo.

YURIT JESSICA MAGUIÑA CHAVEZ

MARIA MONICA CUBAS BONILLA



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PRESENTACION

SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO:

En cumplimiento con el Reglamento de Grados y Títulos del programa académico

de Ingeniería Química en la Universidad Nacional de Trujillo, ponemos a vuestra

consideración el presente trabajo de tesis titulado

“CARBÓN ACTIVADO A PARTIR DE ANTRACITA PARA CONDUCIR

CORRIENTE ELÉCTRICA”, realizadas en el laboratorio de cinética y catálisis

de la Facultad de Ingeniería Química, con lo cual pretendo obtener el Título

Profesional de Ingeniero Químico.

El presente trabajo detalla la forma de obtención de la materia prima, productos

intermedios y finales.

Trujillo 08 Marzo del 2010

YURIT JESSICA MAGUIÑA CHAVEZ

MARIA MONICA CUBAS BONILLA



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ÍNDICE

I. RESUMEN………………………………………………………………………8

II. INTRODUCCION……………………………………………………………....9

III. HIPOTESIS ……………………………………………………………………..13

IV. OBJETIVOS…………………………………………………………………......13

V. MATERIALES Y METODOS…………………………………………………..14

5.1 MATERIALES……………………………………………………………..14

5.1.1 Materiales de laboratorio………………………………………...14

5.1.2 Reactivos…………………………………………………………15

5.1.3 Equipo…………………………………………………………….15

5.2 METODOS………………………………………………………………...16

5.2.1 Preparación de la antracita…………………………………………...16

5.2.2 Activación de la antracita…………………………………………….16

5.2.3 Conductividad de la antracita………………………………………...17

5.2.4 Mediciones de conductividad………………………………………...18

5.3 VARIABLES DE ESTUDIO………………………………………………...19

VI. RESULTADOS Y DISCUSION…………………………………………………20

6.1 Influencia de la temperatura de activación……………………………………20

6.2 Influencia de la concentración de NaOH……………………………………..21

6.3 Influencia del tiempo de activación…………………………………………..22



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VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………25

VIII. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………...27

IX. APENDICE………………………………………………………………………30



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RESÚMEN

En el presente trabajo se estudia la influencia que ejerce el medio de

activación y el agente activante sobre el carbón antracítico, centrando la

investigación en obtener un material que pueda conducir la corriente

eléctrica previa activación, a las condiciones de proceso: tiempo,

temperatura, ya que estas condiciones influyen en la obtención de los

grupos funcionales en la estructura superficial del carbón.



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ABSTRACT

In the present work the influence exerted by the activation medium and the

activating agent on the anthracite carbon is studied, focusing the research on

obtaining a material that can drive the electrical current prior activation, to the

process conditions: time, temperature, that these conditions influence the obtaining

of the functional groups in the surface structure of the coal.



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I. INTRODUCCION

Los avances tecnológicos en los últimos años requieren que un mismo material

realice diferentes funciones en una aplicación específica o en aplicaciones

simultaneas, a este tipo de materiales se les denomina multifuncionales o

inteligentes.

Estos materiales presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (rigidez,

viscosidad, forma, color, propiedades electrónicas, etc.) de modo reversible y

controlable, frente a un estímulo externo que puede ser de naturaleza física o

química.

Por su sensibilidad o actuación, estos materiales pueden ser utilizados para el diseño

y desarrollo de sensores, actuadores y productos multifuncionales, así como poder

también llegar a configurar estructuras y sistemas inteligentes de aplicaciones

múltiples.[1]

Una de las áreas de investigación de frontera en la ciencia de los materiales, es

modificar los componentes estructurales de un compuesto para obtener estructuras

moleculares con propiedades no propias de dicho material. En este sentido el

carbón es un material muy versátil y manipulable el cual puede modificarse y

transformarse en un compuesto multifuncional, como por ejemplo, con capacidad

adsorbente y simultáneamente presentar propiedades de conductor eléctrico.

Estudios de carbones activados capaces de conducir corriente eléctrica como parte

de un material compuesto, fue investigado por Vilcakova et al [2], quienes

observaron que la conductividad eléctrica de materiales compuestos de resinas de

poliéster rellenos con fibras de carbono, aunque los resultados son muy variados,

éstos presentan capacidad de conducir corriente eléctrica.

Wen et al [3], estudiaron la conducción eléctrica de fibras de carbono reforzada

con cemento, observando que la conducción envuelve la presencia de electrones e

iones en el sistema. Cundo se realiza tratamientos oxidativos a la superficie del



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carbón, ésta mantiene una conducción de tipo iónico debido a la presencia de

grupos superficiales en el carbón. Así mismo, que en estado seco la conducción

electrónica es más importante que la de tipo iónico y viceversa en estado húmedo.

La influencia de tratamientos oxidativos al carbón, fue estudiado por Kim et al [4]

encontraron que este tipo de tratamientos genera un daño en el carbón ocasionado

la disminución de su capacidad conductora.

Estudios de carbones conductores utilizando como materia prima cáscara de arroz,

fue estudiado por Kennedy et al [5], quienes determinaron para este caso que la

variación de la conducción eléctrica es función de la temperatura, observando dos

formas diferentes de conducción:

i. A temperaturas moderadas T<150 °C donde predomina el mecanismo de

Hopping en los estados de los electrones deslocalizados y

ii. A altas temperatura 150 < T < 250 °C , debido a procesos térmicamente

activados a través del salto en el intervalo de energía de 0,0522–0,1023 V.

Para que el carbón sea conductor, se requiere la existencia de electrones libres y

pueda permitir el paso de una corriente eléctrica. Cuando hay electrones libres

presentes se dice que el material es un conductor eléctrico o simplemente

conductor. Si los electrones no pueden moverse “libremente” al interno del

carbón será muy difícil que conduzca una corriente eléctrica. En este sentido el

carbón activado debe ser modificado estructuralmente para que pueda tener la

capacidad de conducir la corriente eléctrica [6].

En la superficie de los carbones los átomos de carbono correspondientes a los

bordes de los planos basales, se encuentran combinados en mayor o menor

proporción con átomos distintos al carbono (heteroátomos) dando lugar a

diferentes grupos superficiales, los cuales se caracterizan por tener capacidad

adsorbente. Pero también los átomos de carbono de los planos basales poseen

orbitales π con electrones deslocalizados. Son éstos electrones deslocalizados los



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que se pueden aprovechar para hacer que el carbón sea conductor de corriente

eléctrica. [7].

Un parte importante de la química superficial de un carbón activado es su

naturaleza anfótera, lo cual significa que en la superficie del carbón coexisten

grupos superficiales de carácter ácido y grupos superficiales de carácter básico. El

que un carbón sea globalmente ácido o básico dependerá tanto de la

concentración de estos grupos como de la fuerza como ácido o base de los

mismos. De forma intuitiva, se puede deducir que un carbón de tipo básico será

preferible para la adsorción de compuestos ácidos que un carbón de tipo ácido y

viceversa, [8]. Para la mayoría de las investigaciones en las que se usa carbón

antracita, es necesaria su activación; dicha activación se realiza por medios físicos

o químicos [9].

En la activación química del carbón usando NaOH y KOH, se genera una

porosidad en la parte externa del carbón lo que le otorga grandes propiedades de

conductividad [10].

La reacción del NaOH con la antracita durante la etapa de activación es:

4NaOH + 2CO2 → 2Na2CO3 +2H2O

Otra reacción que puede producir el carbonato de sodio es:

6NaOH + C → 2Na + 3H2 +2Na CO3

Estas reacciones se inician a los 570 ºC y generando al final del proceso carbonato

de sodio, e hidrógeno [11].

Diferentes investigaciones muestran que la activación química del carbón es mas

conveniente utilizando los agentes activantes que penetren de manera mas

agresiva en la superficie del carbón y producir mejores condiciones para que el

carbón tenga propiedades conductoras.



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Después de un conocimiento previo de la química superficial del carbón y una

explicación acerca de las condiciones en las que trabaja el carbón activado, se

puede entender que la conductividad se debe a los electrones libres. El incremento

en la conductividad eléctrica a través de una activación se explica porque la

activación remueve las partes mas desorganizadas del carbón generando una

superficie porosa en el material, ideal para la conductividad; estos tipos de trabajo

son usados en el campo de procesos electroquímicos en donde se busca obtener

materiales que presenten alta conductividad y además sean inertes a las

condiciones en las que se les puede emplear. [11]

En la búsqueda bibliográfica no se han encontrado trabajos de carbones activados

con capacidad de conducir corriente eléctrica, utilizando como material de partida

la antracita. Desde este punto de vista y siendo la cuenca carbonífera del Alto

Chicama una fuente de carbón tipo antracita, es necesario realizar un estudio

básico que permita ver la posibilidad de poder modificarlo y darle un valor

agregado con un uso diferente de combustible fósil o como adsorbente de

compuestos orgánicos o inorgánicos.

En ese sentido el presente trabajo de investigación busca establecer bajo que

condiciones la antracita puede ser convertida en conductor de corriente eléctrica.

Se plantea, que si la presencia de electrones “libres” en los planos basales del

carbón son los responsables de la conducción de corriente eléctrica, entonces sería

posible que la antracita pueda conducir corriente eléctrica si la activación con

NaOH genera electrones “libres” en la estructura del carbón.



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II. HIPÓTESIS

Si a través de la activación química del carbón (antracita) usando KOH / NaOH se

puede modificar la estructura superficial del mismo [18], entonces sería posible

obtener un carbón que conduzca la electricidad por medio de los electrones libres

que presenta en su estructura.

III. OBJETIVOS

Generar un carbón activado con estructura química superficial modificada

que tenga la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

Determinar las condiciones específicas de la activación del carbón, en

función de su capacidad para conducir la corriente eléctrica.

V. MATERIALES Y METODOS



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5.1 MATERIALES

5.1.1 Materiales de laboratorio:

Cinta teflón.

Crisoles de acero inoxidable.

Espátula.

Frascos de vidrio.

Luna de reloj.

Malla Tylor N°12 y 50.

Matraz erlenmeyer 250 ml.

Matraz kitosato.

Medidor de pH.

Mortero.

Papel filtro Wattman N°5.

Pilon.

Pipeta 2ml.

Pisceta.

Probeta 50 ml.

Termocupla.

Vasos de precipitación 200ml.

Varilla de agitación.

Carbón Antracita ( Huaranchall).

5.1.2 Reactivos

Acido clorhídrico (HCl).

Agua destilada.

Goma Arabica.



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Hidróxido de sodio en pellets (NaOH).

Nitrógeno (N2).

5.1.3 Equipos

Balanza Analítica SARTORIUS cap. 200g.

Molino de bolas con capacidad de 0,5 kg (1/2", 3/4" y 1 ¼”).

Desecador.

Estufa de 150°C.

Medidor de conductividad de 4 puntos (2,5V, 1,0V, 1,0V,

1,0V).

Mufla Vertical de 1200°C como temperatura máxima.

pH digital OAKTON.

Prensador Manual LABOR cap. 200 psi.

Reactor tubular de acero inoxidable 30cm x 10cm.

5.2 MÉTODOS

Para activar el carbón se aplicó el método de activación química utilizando

NaOH, previa carbonización de la materia prima, seguida de una activación

térmica.



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En la carbonización, la materia prima es pirolizada en usencia de aire para

volatilizar los componentes como CO, H2S y otros (materia volátil) y luego

la activación misma del carbón a elevadas temperaturas. (Figura A – 4 en

apéndice)

5.2.1 Preparación de la antracita

La antracita inicialmente es chancada y luego tamizada (en esta

operación el carbón pasa por las mallas Tyler N°12 y 50, los gruesos

que no pasan por la malla 12 se vuelven a chancar y tamizar

respectivamente). La finalidad de esta operación es obtener un carbón

con distribución de granos uniformes.

El carbón queda listo para realizar los análisis fisicoquímicos

correspondientes y posteriormente aplicar el método diseñado para la

obtención del carbón activado.

5.2.2 Activación de la antracita

Se pesa 2 gr de carbón y se añade 10 mL de una dilución de

hidróxido de sodio ,luego se coloca en la mufla a 105°C por 12 h, la

finalidad de esta operación es tener una mezcla solida, el cual se

coloca en el reactor de activación, este se sella herméticamente y se

empieza el proceso de carbonización, una vez llegada a la

temperatura de activación (350°C-900°C) se empieza a controlar el

tiempo de activación entre (1h y 2h) posteriormente se deja enfriar la

muestra y se agrega una solución de HCL 5N hasta obtener un pH

neutro. La muestra es enjuagada con agua destilada y luego secada a

110°C por 2 horas.



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En este etapa se produce una estructura porosa altamente desarrollada

las propiedades del carbón activo final dependen tanto de la materia

prima como del método de activación empleado.

La formación de centros activos en el carbón se produce en la etapa

de carbonización y posteriormente, en el tratamiento térmico para la

eliminación de sustancias volátiles. Uno de los problemas que se

presenta es la obstrucción de los poros por deposición de sustancias

amorfas.

En la activación química, como resultado de la reacción del agente

químico con los componentes orgánicos de la materia prima. Se evita

la obstrucción de los poros por sustancias amorfas.

5.2.3 Conductividad de la antracita

En una luna de reloj se mezclan 2gr de carbón con una dilución de

goma arábiga (0,5 gr de goma + 2ml de agua destilada) con la

finalidad de obtener una buena cohesión entre las partículas, se ponen

a secar en la estufa por 30 minutos luego se colocan en los moldes

de acero inoxidable (1,25cm x 1,2cm) y se obtienen unas pastillas.

Así el carbón queda lista para medir los voltajes en el Medidor De

Conductividad De 4 Puntos.

5.2.4 Mediciones de conductividad

Para nuestro estudio, hemos empleado el método de los cuatro puntos

coloniales, con el cual obtendremos la conductividad eléctrica del

material a estudio (carbón antracita activado químicamente), para ello

se hizo pellets circulares, con un diámetro de 2,0cm y con un espesor



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que varía según el contenido de carbón en cada muestra desde 0,2 a

0,3 cm. Posteriormente fueron llevados a un molde circular de acero

inoxidable para ser comprimidas en una prensa manual LABOR

aplicando una presión de 150 psi durante 1 minuto.

Utilizando una fuente de voltaje y corriente variable, un multitester

digital y un reóstato 1000KΩ. Se procedió luego a obtener los valores

de voltaje y corriente colocando cuatro terminales, dos terminales en

el centro del material y los otros dos terminales son usados para el

ingreso de corriente a la muestra y se colocan de forma lineal, así la

resistividad es calculada siguiendo la siguiente relación matemática

ecuación (1), para luego calcular su conductividad la cual es la

inversa de la resistencia encontrada.

Ecuación para conductividad:

(1)

=Resistividad

=Voltaje

= Fuente de Corriente

= Espesor de la muestra

5.3 VARIABLES DE ESTUDIO.

Temperatura de activación: 350, 750 y 900°C

Tiempo de activación: 1 y 2 h.

Concentración de NaOH: 1M a 10 M



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Parámetros:

Tamaño de partícula: Malla Tylor: +50 a -12

Peso de muestra: 2 g.

Relación Disolución NaOH (mL) / Carbón (g): 5/1

VI RESULTADOS Y DISCUSION



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6.1 Influencia de la temperatura de activación.

Se estudió la influencia de la temperatura de activación sobre la capacidad

conductora de la antracita. Los resultados que se muestran en la Tabla N° 1 y

Figura 1, indican que a medida que se incrementa la temperatura, la

capacidad de conducción de la antracita se incrementa notablemente cuando

la activación se realiza a 900 °C. De acuerdo a [12] los grupos superficiales

que se forman a 900 °C corresponden fundamentalmente a grupos

quinónicos y fenólicos, los cuales tienen la capacidad de conducir corriente

eléctrica, en consecuencia, el incremento en la conductividad de la antracita

se debería a la presencia de electrones deslocalizados generados en los

planos basales de dicho carbón. Se conoce también que la antracita al ser un

carbón muy compacto, requiere de altas temperaturas para poder generar

cambios en su estructura, tanto superficial como en sus planos basales. [11]

No se trabajó a mayores temperaturas por problemas de equipamiento, pues

la mufla en la cual se realizaban las activaciones alcanza como máximo 920

°C.

Cabe señalar que la antracita sin tratamiento previo no tiene capacidad de

conducir la corriente eléctrica

Tabla N° 1 Influencia de la temperatura de activación, tiempo de activación 1h,

10 mL NaOH 1M

Temperatura (°C) Conducción

( S/cm)

350 6,05 x 10-5

750 6,85 x 10-5



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900 7,78 x 10-4

6.2 Influencia de la concentración de NaOH.

Se estudió la influencia de la concentración de NaOH utilizada en la

activación físico- térmica de la antracita. Los resultados se muestran en la

Tabla Nº 2 y Figura 2, donde se muestra que el efecto del NaOH desde el

punto de vista de la conductividad es beneficioso hasta una concentración

5M de NaOH, es decir que hasta esa concentración prevalecerían estructuras

en los planos basales de la antracita que facilitan la conductividad. Sin

embargo, cuando ésta se incrementa la activación del carbón es mucho

mayor ocasionando una mayor porosidad y en consecuencia la capacidad de

conducción disminuye.

Tabla N° 2 Influencia de la concentración de NaOH. Tiempo de activación 1h, 900 ºC

Concentración de NaOH Conducción ( S/cm)

1 M 7,78 x 10-4

2 M 9,44 x 10-4

5 M 1,08 x 10-3



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10 M 4,78 x 10-5

Para establecer si la temperatura y/o la concentración del NaOH son los

agentes que predominan en la activación del carbón, se realizaron ensayos a

750 °C y a diferentes concentraciones de NaOH.

Los resultados que se muestran en la Tabla N°3 y Figura N°3, indican que el

incremento de la concentración de NaOH no genera un incremento

sustancial en la conductividad del carbón, situación contraria al observado en

el caso de la temperatura a 900°C. Por lo que se puede decir que el factor de

mayor influencia en la modificación del carbón antracítico sería la

temperatura

Tabla N° 3. Influencia de la concentración de NaOH, activación a 750 °C.

Tiempo de activación 1h.

Concentración de NaOH Conducción ( S/cm)

1 M 6,85 x 10-5

2 M 6,80 x 10-5

5 M 7,56 x 10-5

10 M 8,01 x 10-5



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6.3 Influencia del Tiempo de Activación.

Se estudió la influencia del tiempo de activación para diferentes

concentraciones de NaOH, los resultados se muestran en las Tablas Nº 4, 5 y

6.

Tabla N° 4 Influencia de tiempo de activación, NaOH 1M. Temperatura 900 °C.

Tiempo (h) Conducción ( S/cm)

1 7,78 x 10-4

2 9,60 x 10-4

5 1,08 x 10-4

8 2,78 x 10-5



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Tabla N° 5 Influencia de tiempo de activación, NaOH 5M. Temperatura 900 °C


1 1,08 x 10-3

2 2,21 x 10-3

5 3,73 x 10-3

8 1,30 x 10-4



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Tabla N° 6 Influencia de tiempo de activación, NaOH 7 M., a 900 °C


1 1,45 x 10-3

2 9,10 x 10-4

5 8,08 x 10-5

8 1,01 x 10-5

Se observa que, tiempos largos de activación no son beneficiosos para

obtener carbones conductores, pues al parecer lo que se consigue es una alta

destrucción de los planos basales del carbón. Una medida de ello fue la

pérdida de peso del carbón que para 8h de activación disminuyó en más del

40 %, lo cual conlleva a la generación de carbones altamente porosos. Se

requiere realizar mediciones de porosidad del carbón para poder verificar si

el grado de porosidad afecta la estructura del carbón como conductor.

Un tiempo de 5h de activación con NaOH 5M, parecen ser las condiciones

ideales que permiten obtener una estructura de carbón con mayor

conductividad. Aunque no se han realizado estudios si algunos iones sodio

quedan fijados en la estructura del carbón durante la etapa de activación

térmica.



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En la búsqueda bibliográfica realizada, no se han encontrado reportes si los

iones sodio que forman parte de una estructura de carbón influyen en la

conductividad.

Al parecer la actividad de los iones sodios estaría centrada principalmente en

destruir parte de la estructura de los planos basales del carbón y generar los

electrones deslocalizados.



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VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

7.1 CONCLUSIONES

En el estudio de carbón activado a partir de antracita para conducir corriente

eléctrica, se ha llegado a las siguientes conclusiones:

1. Se ha logrado obtener un carbón activado a partir de la antracita con

capacidad de conducir corriente eléctrica

2. Las condiciones de preparación para obtener un carbón activado con mayor

capacidad conductora son: 900 °C, 5h y NaOH 5M.

3. La combinación de temperatura y solución de agente activante NaOH son

los principales factores que influyen en la capacidad conductora del carbón



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7.2 RECOMENDACIONES

1. Continuar el estudio pero utilizando temperaturas de activación superiores

a 1000°C.

2. Determinar si la adsorción de compuestos sobre la superficie del carbón

activado influye sobre su capacidad conductora de corriente eléctrica.



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VIII. BIBLIOGRAFIA

1. Jesús M. Siqueiros, Jesús Heiras1, Oscar Raymond, Alejandro Durán, Jorge

Mata, Ma. Paz Cruz, Jorge Portelles, Nelson Suárez, Reynaldo Font.

“Centro de Ciencias de la Materia Condensada.” UNAM, Ensenada, B. C.,

MÉXICO y Facultad de Física, Universidad de La Habana,La Habana Cuba.

2. J. Vilcakova , P. Saha , O. Quadrat. “Electrical Conductivity of

CarbonFibres/Polyester Resin Composites in the Percolation Threshold

Region”,Tomas Bata University in Zlín. Czech Republic-2002.

3. Sihai Wen, D.D.L. Chung. “The Role of Electronic and Ionic Conduction in

the Electrical Conductivity of Carbon Fiber Reinforced Cement”State

University,Buffalo of New York -2006.

4. Yoon Jin Kim , Taek Sun Shin , Hyung Do Choi , Jong Hwa Kwon ,Yeon-

Choon Chung , Ho Gyu Yoon. “Electrical Conductivity of Chemically

Modified Multiwalled Carbon Nanotube/Epoxy Composites”.Korea

University,South Korea -2004.

5. L. John Kennedy, J. Judith Vijaya, G. Sekaran. “Electrical Conductivity

Study Of Porous Carbon Composite Derived From Rice Husk”. Department

of Environmental Technology y Chemistry, Tamil Nadu, India- 2004.

6. http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctrica.

7. http://www.oviedo.es/personales/carbon/cactivo/impqcatex.htm.

8. J.A.Marciá-Agulló, B.C. Moore, D. Cazorla- Amorós, A. Linares –Solano.

“Activation of Coal tar Pitch Carbon Fibres: Physical Activation vs.

Chemical Activation”. Departamento de Química Inorgánica, Universidad

de Alicante, Spain-2004.



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http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctrica

http://www.oviedo.es/personales/carbon/cactivo/impqcatex.htm

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9. M.A. Lillo – Ródenas, D. Lozano Castelló, D. Cazorla – Amorós, A. Linares

– Solano. “Preparation of activated carbons from Spanish anthracite II.

Activation by NaOH”. Departamento Química Inorgánica, Universidad de

Alicante, Spain- 2000.

10. Hanson, B. E. King, R. B., Ed., John Wiley and Sons. “Encyclopedia of

Inorganic Chemistry”. New York, 1994; Vol. 7, p 4056.

11. M.A. Lillo-Rodenas, D. Cazorla-Amoros, A. Linares-Solano. “U

nderstanding Chemical Reactions between Carbons and NaOH and KOH.

An Insight into the Chemical Activation Mechanism”. Departamento de

Química Inorgánica, Universidad de Alicante, Spain-2002.

12. Shalimova, K.V. Medidas de Resistividad y Efecto Hall. Fisica de los

semiconductores, Ed. Mir, Aptos. 1-4 y 1-5.

13. Regodón, J. La Ciencia y el Método Científico. Marzo-2002.

14. KEITHLEY .Low Level Measurements Handbook 6ta Edicion

www.keithley.comat027.html.

15. KEITHLEY Four- Probe Resistivity and Hall Voltagev Measurements with

the Model 4200-SCS. Copryright Keithley Instruments, Inc. Nº.2475

printed in the U.S.A. 0104.



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A P E N D I C E



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A.1. Método de cuatro puntos coloniales

En este método dos de las puntas son colocadas en el centro del material,

como se muestra en la Figura A - 1; las otras dos puntas son usadas para el

ingreso de corriente a la muestra y se coloca de forma colineal a las dos puntas

anteriores, así la resistividad es calculada siguiendo la siguiente relación

matemática ecuación (1), para luego calcular su conductividad la cual es la

inversa de la resistividad encontrada [11] [13].

Ecuación para conductividad:

(A -1)

Donde,

= Resistividad

= Voltaje

= Fuente de Corriente

= Espesor de la muestra

Figura A -1: Esquema del sistema de cuatro puntos coloniales.



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A.2 Método de van Der Pauw.

La muestra a medir debe ser uniforme y delgada, puede tener una forma

arbitraria pero no debe tener agujeros, islas no conductoras o inclusiones; los

contactos se sitúan en la periferia de la muestra, otros factores a tener en cuenta

a la hora de realizar las medidas es que el diámetro medio de los contactos (D)

y el espesor de la muestra (d) tiene que ser mucho menor que la distancia entre

los puntas (L).

En este método las puntas pueden disponerse en cuadrado como se muestra en la

Figura A - 2, en esta caso se pasa una corriente entre dos de los contactos,

mientras se mide el diferencial de potencial entre los otros dos.

De esta manera hasta se puede obtener ocho valores de voltaje si pasamos la

intensidad cada vez en los dos sentidos entre cada dos puntas. Estas dos medidas

nos permiten comprobar que la muestra es uniforme y que no existe ningún

problema en los contactos.

(A - 2)

En el caso de que las puntas se encuentren igualmente distanciadas y que el

valor de las resistencias sea el mismo, la ecuación anterior se puede simplificar,

obteniendo una expresión directa para obtener la resistividad y por tanto la

conductividad.

(A -3)



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Figura A - 2: Esquema del sistema de Van Der Pauw utilizado para realizar

mediciones de conductividad [14].

Figura A - 3: Esquema del sistema de cuatro puntos coloniales [15]



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Figura A – 4: Modificación de la Estructura del Carbón por Activación para Conducir

Corriente Eléctrica



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