“Obtención y Caracterización de Microesferas de Mesofase a partir de Alquitrán de Hulla con contenidos significativos de Insolubles en Quinolina mediante Destilación y Tratamiento Térmico”

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M.C. ROCÍO MARTÍNEZ FLORES

 

Resumen

Se destilaron y trataron térmicamente muestras de alquitrán con el objetivo de generar microesferas de mesofase, partiendo de la destilación de alquitrán producido en las plantas de coquización de la empresa Altos Homos de México S.A.B de C.V. Con la finalidad de estudiar el efecto de la temperatura de destilación sobre las características finales de las microesferas de mesofase (MCMBs, por sus siglas en ingles), las muestras alquitrán fueron destiladas a 370 °C (DES370), 400°C (DES400) y 450°C (DES450) Los resultados del análisis termogravimétrico indican que la cantidad de carbona fijo en las muestras se incrementa con el aumento de la temperatura de destilación. Mediante el análisis elemental se calculó la relación de Carbono/Hidrógeno (C/H). La relación atómica C/H se encuentra estrechamente ligada a la estructura de los componentes de una brea de acuerdo a los resultados las muestras destiladas a mayor temperatura se fomenta una mayor aromaticidad.

Posteriormente las muestras destiladas fueron tratadas técnicamente bajos las siguientes condiciones: a) 450°C durante 8 h en una atmósfera de N2 (TI) y b) 430°C durante 4 h atmósfera N2 (T2).

El seguimiento de la aparición de la fase anisótropa se realizó mediante microscopia óptica de luz polarizada, encontrándose que las muestras DES400 y DES450 con el tratamiento térmico TI propician la generación de una mesofase fluida, la cual se distingue por una textura de dominios fluidos, limitando la formación de MCMBs, mientras que en las muestras sometidas al tratamiento térmico T2, se favorece formación de MCMBs. La muestra DES450 sometida al tratamiento T2 presentó la formación más significativa de MCMBs en la forma de múltiples partículas con dimensiones en el rango de 30-60µm, constituyendo un precursor apropiado para la síntesis de materiales grafiticos.

Adicionalmente, a las muestras obtenidas al terminar los tratamientos térmicos se les realizaron 3 ensayos característicos: punta de reblandecimiento (PR), rendimiento de carbona (RC) e insolubles en tolueno (IT).

El resultado del ensayo del punto de reblandecimiento, indicó que la muestra DES450T2 presenta el valor más elevado (95.8°C), debido a que durante el proceso de destilación los compuestos ligeros disminuyeron considerablemente aumentando el balance compuestos ligeros/pesados.

A medida que aumenta el PR los parámetros RC y la capacidad de extracción del disolvente (IT), se incrementan. Lo cual se confirmó debido a que la muestra DES450T2 obtuvo la mayor solubilidad de insolubles en tolueno (35.1%) y el mayor rendimiento de carbono fijo (50%).

La muestra DES450T2 presentó notablemente la formación de microesferas de mesofase mediante las condiciones del tratamiento térmico T2, con lo cual se confirma la factibilidad del alquitrán de hulla grado industrial para promover la producción de materiales de carbono de alto valor agregado a través de las microesferas de mesofase.

 

“Obtención y Caracterización de Microesferas de Mesofase a partir de Alquitrán de Hulla con contenidos significativos de Insolubles en Quinolina mediante Destilación y Tratamiento Térmico”


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