Caracterizacion De CA


Caracterización de carbón activado obtenido a partir de cáscaras de pepitas de Pino Piñonero














Camelia, Noelia
González, Camila
Caracterización de carbón activado obtenido a partir de cáscaras de pepitas de Pino Piñonero
Análisis termo-gravimétrico y térmico diferencial bajo atmosfera de CO2
El análisis termogravimétrico (TGA) es una técnica utilizada para determinar pérdidas demasa en función de la temperatura y tiempo (la temperatura varía de forma programada con el tiempo) en una atmósfera específica. De este modo se pueden observar los procesos que se dan a distintas temperaturas. A partir de la termogravimetría derivada (DTG) se puede observar si se están dando procesos que se superponen y no se logran observar en la curva del análisis termogravimétrico.
La muestra aanalizar es la corteza de piñones de Pino Piñonero (Pinus Pinea); el tratamiento previo al análisis se basa en la molienda y posterior tamizado. La termogravimetría se llevó a cabo en un Shimadzu TGA-50 y se desarrolló en cápsula de platino, bajo una atmosfera de CO2 con un flujo de 50 mL/min y un programa de temperatura de 15ºC/min partiendo de temperatura ambiente hasta 900ºC.
El gráficopresentado a continuación muestra de forma superpuesta las curvas de TGA y su derivada.





El primer escalón del TGA y primer pico del DTG se presenta en el rango de temperatura entre 33-200ºC. Este primer pico en la curva de DTG es irregular, ancho y asimétrico, presenta hombros correspondientes a varios procesos que se superponen, tales como la pérdida de humedad y volátiles. El porcentaje depérdida de masa para este conjunto de procesos es de 12.62%.
En el gráfico de TGA, en el rango de temperatura de 200-700ºC se observa un gran escalón irregular, el cual corresponde a un porcentaje de pérdida de masa de 60%; y al mirar el gráfico de DTG se observa un pico principal con dos hombros. A simple vista se puede ver que se presentan tres procesos: la descomposición de la celulosa, de laHemicelulosa y la Lignina. Son compuestos presentes en las paredes celulares de las plantas. La Celulosa son polímeros formados por la unión de moléculas de β-glucopiranosa mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico. La Hemicelulosa son heteropolisacáridos, de estructura similar a la celulosa, presentes en la cáscara de granos. La Lignina son polímeros amorfos donde la estructura elemental son unidades defenilpropano.
Según bibliografía el rango de temperatura en el cual predomina la descomposición de la Hemicelulosa es 250-350ºC el cual coincide con el rango del proceso del gráfico presentado anteriormente (210-320ºC). Debido a que se superponen procesos, este pico en el grafo de DTG es un hombro en el pico principal.
El rango de temperatura en el que se descompone principalmente la Celulosa en elgráfico presentado es 340-400ºC corroborado con el dato tomado de bibliografía para descomposición de la celulosa (350-500ºC).
Para la lignina se puede asociar el hombro derecho del pico principal ya que al ser una estructura más estable, la temperatura necesaria para la descomposición tiene que ser mayor a las anteriores. En este caso presente entre 400-700ºC lo cual corresponde con loproporcionado por la bibliografía (temperatura de descomposición de Lignina mayor a 350ºC).
Sobre el final del análisis termogravimétrico, a temperaturas mayores a 800ºC se observa nuevamente un decaimiento en ambas curvas (TGA y DTG), el proceso que se está dando es el de la activación del carbón. A esta temperatura el dióxido de carbono actúa oxidando el carbón a monóxido (CO2+C2CO), eliminando átomosde carbono y por lo tanto generando porosidad (lo que se traduce en pérdida de masa); de este modo aumenta el área específica del carbón. Según bibliografía este proceso (activación física del carbón) se da a temperaturas entre 700-1000ºC bajo una atmósfera oxidante, condiciones que se dan durante el final de la termo gravimetría.


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