Los grupos funcionales de furanos y piranos impulsaron la superficie de las esponjas de nanofibras con nitrógeno.

Juan L. Fajardo Díaz, Cristina L. Rodríguez Corvera, Emilio Muñoz Sandoval, y Florentino López Urías




Se produjo una esponja de nanotubos de carbono altamente oxidada en la superficie, dopada con nitrógeno y funcionalizada con nitrógeno (N-CFS) a 1020°C utilizando un enfoque de dos rociadores en un experimento de deposición química de vapor asistida por aerosol (AACVD). La estructura de la N-CFS consistía en nanofibras de carbono enredadas y corrugadas de ~ 200 nm de diámetro, que también mostraban uniones y nudos.



Las caracterizaciones de TEM revelaron que la nanofibra de carbono exhibe capas grafíticas apiladas de forma transversal con curvatura positiva. Los análisis químicos superficiales realizados por XPS mostraron que los N-CFS contienen una concentración atómica de oxígeno y nitrógeno de 9,2% y 2,9%, respectivamente. Los análisis de deconvolución-análisis de alta resolución de los escáneres XPS revelan altos porcentajes de enlaces C@O, dopaje pirrolico de nitrógeno, funcionalización de NH3 y Si@C interacciones.



Las mediciones de voltamperometría cíclica no mostraron un proceso redox a pesar de la alta concentración de oxígeno en la superficie. Los grupos funcionales hidrofóbicos que contienen enlaces C@O no participan en un proceso redox (furano, pirano, epoxi, metoxi, etoxi, entre otros) podrían determinar en su mayoría la electroactividad del N-CFS. Basándose en los cálculos de la teoría funcional de la densidad, determinamos que los furanos transfieren una gran cantidad de electrones y promueven una curvatura positiva en los delgados nanotubos de carbono. Los materiales grafíticos con furanos, piranos y epoxi los grupos funcionales podrían utilizarse como ánodo en las baterías de iones de litio.




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