52_Obtencion

Obtención de grafeno
mediante la reducción química
del óxido de grafito
Andrés Castro-BeltránA,B, Selene Sepúlveda-GuzmánA,B,
Wencel J. De La Cruz-HernándezC, Rodolfo Cruz-SilvaD

FIME-UANL
CIIDIT-UANL
C
Centro de Nanociencias y Nanotecnología, CNyN-UNAM
D
Research Center for Exotic NanoCarbon, Shinshu University, Wakasato, Nagano
A
B

selene.sepulvedagz@uanl.edu.mx , rcruzsilva.rcen@gmail.comRESUMEN
En este trabajo se presenta un estudio de la capacidad de desoxigenación de
dos reductores químicos, el ácido ascórbico (vitamina C) y el borohidruro de
sodio hacia el óxido de grafito (GO), siendo éste un precursor para la obtención
de grafeno. Se estudió la estructura química del grafeno químicamente modificado
(CMG) obtenido después de la reducción del GO por diferentes técnicasespectroscópicas tales como la espectroscopía de UV-vis y espectroscopía
de infrarrojo (FTIR). La morfología de los materiales se obtuvo utilizando
microscopía electrónica de barrido (SEM) y se midió la conductividad eléctrica
por el método de las 4 puntas. Se encontró que la estabilidad coloidal del CMG
resultante no solamente depende de la efectividad del reductor si no también es
fuertementedependiente del pH.
PALABRAS CLAVE
Óxido de grafito, reductores químicos, grafeno, ácido ascórbico, borohidruro
de sodio.
ABSTRACT
This paper presents a study of the reducing power of two chemical reducing
reagents, the ascorbic acid (vitamin C) and sodium borohydride towards
graphite oxide (GO), a graphene precursor. Chemical structure of the modified
graphene (CMG) obtained after reduction of GO wascharacterized by different
spectroscopic techniques such as UV-vis spectroscopy and infrared spectroscopy
(FTIR). The morphology of the materials was obtained using scanning electron
microscopy (SEM) and electrical conductivity was measured by the method of
the 4 corners. It was found that the resulting chemically modified graphene
colloidal stability is not only a function of the effectivity of thereducing agent
but also strongly dependent on the pH.
KEYWORDS
Graphite oxide, chemical reductions, graphene, ascorbic acid, sodium
borohydride.

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Ingenierías, Julio-Septiembre 2011, Vol. XIV, No. 52

Obtención de grafeno mediante la reducción química del óxido de grafito / Andrés Castro Beltrán, et al.

INTRODUCCIÓN
Durante las últimas tres décadas los materiales
a base de carbón han llamado laatención debido
principalmente a las excepcionales propiedades
electrónicas y mecánicas que presentan. 1,2 El
fullereno es una estructura cero dimensional (0D)
con un diámetro aproximado de 1.0 nanómetro, cuyo
arreglo de átomos de carbono asemeja a un balón de
futbol (figura 1a). Este material fue descubierto por
los doctores Kroto, Curl y Smalley en 1985,3 y ha
adquirido gran importancia debidoa que era un nuevo
alótropo del carbono y a diferencia del diamante y
del grafito, podría ser procesado en solución, lo que
impulsó su aplicación en dispositivos electrónicos.
Los nanotubos de carbono (CNT) fueron
descubiertos por el Dr. Endo en 1976 y posteriormente
fue publicado un artículo en la revista Nature por el
Dr. Iijima en 1991,4 generando gran interés por
sus propiedades mecánicas(figura 1b). Estas son
estructuras 1 dimensional (1D) debido a que la
longitud se sale de la escala de los 100 nm alcanzando
dimensiones de varias micras manteniendo su
diámetro en la escala nanometrica. Los CNTs, son
las estructuras a base de carbón más conocidos y han
mostrado tener excelentes propiedades mecánicas
y eléctricas, actualmente hay una gran variedad de
productos que contienen NTC.
Porúltimo, Novoselov y Geim en el año 2004,
lograron aislar la hoja de grafeno (figura 1c). Esta
clase de carbón es una estructura dos dimensional
(2D) ya que puede tener una superficie de hasta
varios centímetros cuadrados, mientras que el
espesor de la hoja es de un átomo de carbón. Debido
a la contribución con los experimentos de grafeno
se les otorgó el premio Nobel de Física en el
2010.5-7 El...