Preparación de nanotubos de carbono dopado con nitrógeno decorado con magnetita por técnica de coprecipitación

Resumen

Actualmente los nanotubos de carbono dopados con nitrógeno han demostrado ser altamente efectivos para la reacción de reducción de oxígeno. En este estudio, se sintetizó un composito de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno decorados con magnetita para su aplicación como catalizador en la degradación de contaminantes emergentes disueltos en agua. Se utilizó la técnica de coprecipitación para obtener el composito, combinando sales de Fe2+, Fe3+ y nanotubos de carbono dopados con nitrógeno en agua a 75 °C añadiendo hidróxido de amonio para precipitar la magnetita. El composito resultante fue caracterizado mediante análisis termogravimétrico, microscopía electrónica de transmisión y difracción de rayos X. El análisis termogravimétrico reveló que la magnetita perdió aproximadamente un 4% de su masa debido a la humedad, mientras que los nanotubos de carbono dopados con nitrógeno experimentaron una descomposición completa a 552.40 °C. El nanocatalizador N-MWCNT-Fe3O4 perdió el 47.4 % de su masa a 541.01 °C, lo que sugiere la influencia de la magnetita en su estabilidad térmica. La microscopía electrónica de transmisión mostró que las nanopartículas de Fe3O4 tenían forma esférica y se agrupaban debido a su naturaleza magnética, mientras que el nanocatalizador N-MWCNT-Fe3O4 presentaba una estructura similar a la de un bambú debido al dopado de nitrógeno. El tamaño de partícula de la magnetita y en nanocomposito de N-MWCNT-Fe3O4 fue de 16 nm aproximadamente.
En la caracterización por difracción de rayos X se identifica el patrón correspondiente a la estructura cristalina cubica de la magnetita y el plano grafito (002) debido a los nanotubos de carbono.