Resumen de Aplicaciones medioambientales de los geles de carbón

Francisco José Maldonado Hódar

• español

  En contraste con los clásicos geles de óxidos inorgánicos los geles de carbón son un tipo de nanomateriales relativamente recientes. Estos materiales presentan diversas ventajas respecto a otros tipos de materiales de carbón, específicamente pureza y homogeneidad, debido a que se obtienen por carbonización de polímeros previamente preparados a partir de reactivos puros y mediante procedimientos de síntesis estrictamente controlados. Sin embargo, las mayores ventajas vienen asociadas de la capacidad de controlar a escala nanométrica tanto la morfología (porosidad) como la composición y química superficial de las muestras durante las etapas de gelificación, secado y carbonización. Tras la carbonización, los geles de carbón evidentemente pueden ser activados o funcionalizados usando las técnicas comúnmente usadas en otros tipos de materiales de carbón para modificar la textura o química superficial de los mismos. La flexibilidad de los procesos sol-gel también permite obtener materiales con diferente configuración, desde polvo a monolitos de diferente tamaño o recubrimientos. La capacidad de adsorción y el comportamiento catalítico de estos materiales en la eliminación de contaminantes están evidentemente determinados por sus propiedades fisicoquímicas. Así pues, ajustando cuidadosamente los parámetros de síntesis y post-tratamientos, se consigue la optimización de las propiedades del material y simultáneamente su comportamiento como adsorbente o catalizador en los diferentes procesos medioambientales. En este trabajo se muestran algunos resultados obtenidos usando geles de carbón para eliminar contaminantes de efluentes acuosos o gaseosos, siempre correlacionados con sus propiedades fisicoquímicas.

• English

  In contrast to the classical inorganic gels based on metal oxides, carbon gels are a relatively new type of nanomaterials. They present different advantages regarding other carbon materials including purity and homogeneity, because they are prepared by carbonization of polymers previously obtained from pure reactants and using strictly designed synthesis procedures. However, the main advantage of this kind of materials is that their morphology (porosity) and the chemical composition (surface chemistry), can be tailored at the nanometer scale by fitting the different parameters of control during their gelification, drying and carbonization. Evidently, also after carbonization, these physicochemical characteristics can be fitted by the post-synthesis, such as treatments of activation or functionalization, typically used with other carbon materials. The flexibility of the solgel procedure also allows obtaining materials with different configurations: from powder to monolithic or coated pieces, favouring the handling of samples in each application. The removal of pollutants from air or water effluents is typically carried out using adsorption or catalytic processes, and the performance of materials used in such applications is a function of their porosity and chemical properties.

  Thus, fitting the experimental conditions of the solgel synthesis and post-synthesis treatments, the materials properties can be optimized leading also to a simultaneous refinement of their performance in different environmental processes. In this manuscrup the performance of carbon aerogels in treatment of water or air effluents are presented and correlated with the physicochemical properties of the materials used.