Los nanotubos de carbono (CNT) son excelentes catalizadores por sus propiedades estructurales únicas, su elevada superficie y su capacidad para promover reacciones químicas específicas de forma eficaz. Su estructura cilíndrica con diámetros en la escala nanométrica y longitudes que oscilan entre micrómetros y centímetros proporciona una gran resistencia mecánica y una gran superficie para las reacciones catalíticas. El uso de catalizadores metálicos en la síntesis de CNT mediante deposición química catalítica en fase vapor (CVD) permite el crecimiento de estos materiales a temperaturas más bajas, lo que mejora su eficacia catalítica.
1. Propiedades estructurales únicas:
Los nanotubos de carbono tienen una estructura tubular compuesta por átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Esta estructura no sólo confiere una gran resistencia mecánica, sino que también proporciona una gran superficie para las reacciones catalíticas. El diámetro a escala nanométrica y la gran longitud de los CNT permiten una alta densidad de sitios activos, cruciales para los procesos catalíticos.2. 2. Elevada superficie:
La elevada superficie de los CNT es un resultado directo de su nanoestructura. Esta gran superficie es beneficiosa para la catálisis, ya que permite una mayor interacción entre el catalizador y los reactivos. En la síntesis de CNT, la presencia de hidrógeno a bajas concentraciones puede favorecer el crecimiento de nanotubos de carbono al reducir el catalizador o participar en la reacción térmica, como se observó en el estudio sobre el metano y el etileno. Esta interacción aumenta la actividad catalítica de los CNT.
3. Síntesis catalítica por CVD:
El uso de catalizadores metálicos en el crecimiento de los CNT mediante CVD catalítico es fundamental. Estos catalizadores facilitan la reacción del gas precursor en el sustrato, lo que permite el crecimiento de los CNT a temperaturas mucho más bajas de lo que sería posible de otro modo. Esto no sólo hace que el proceso sea más eficiente desde el punto de vista energético, sino que también permite controlar mejor las propiedades de los CNT producidos. Los catalizadores pueden adaptarse para promover tipos específicos de reacciones, lo que hace que los CNT sean versátiles en diversas aplicaciones catalíticas.4. Eficiencia energética e impacto medioambiental:
En comparación con otros materiales basados en el carbono, como el negro de humo y el grafeno, los CNT presentan ventajas en términos de eficiencia energética e impacto medioambiental. El negro de humo, por ejemplo, tiene mayores emisiones de CO2 y mayores requisitos de carga en los materiales compuestos. Los CNT también presentan menores emisiones de nanopartículas en aplicaciones como el refuerzo de neumáticos, lo que los convierte en una opción más respetuosa con el medio ambiente.
