Exploración de carbón activado negro derivado de cáscara de coco como alternativa verde para colorantes de tóner

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Química Sostenible
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las cáscaras de coco (CS) son recursos abundantes y renovables.
• El carbón activado negro (ACB) es un material valioso para diversas aplicaciones, incluidos los tóneres.
• Se demandan alternativas sostenibles al negro de carbón convencional.

Objetivo del estudio:

• Optimizar la síntesis de carbón activado negro (ACB) a partir de cáscaras de coco.
• Investigar el potencial del ACB derivado de CS como colorante negro sostenible y agente conductor en polvos de tóner.
• Evaluar el efecto de los parámetros de síntesis y el tratamiento alcalino en las propiedades del ACB.

Principales métodos:

• Optimización de los parámetros de carbonización (temperatura, duración, tamaño de partícula) para 36 muestras de negro de carbón (CB) de CS.
• Tratamiento alcalino a baja temperatura utilizando hidróxido de potasio (KOH) en la mejor muestra de CB.
• Caracterización mediante FT-IR, XRD, SEM, EDS, EIS y TGA.

Principales resultados:

• La síntesis optimizada produjo ACB con estructuras porosas bien definidas y naturaleza amorfa.
• Las concentraciones más bajas de KOH dieron como resultado ACB con la menor resistencia, alta estabilidad térmica (hasta 400 °C) y bajo contenido de humedad/cenizas.
• El ACB exhibió un alto contenido de carbono (69,2 % en peso) y un tamaño de partícula fino (10-15 µm), adecuado para aplicaciones de tóner.

Conclusiones:

• El ACB derivado de CS es una alternativa sostenible viable para colorantes negros y agentes conductores en polvos de tóner.
• La síntesis optimizada y el tratamiento con KOH a baja temperatura son cruciales para obtener propiedades deseables del ACB.
• El ACB desarrollado demuestra una excelente conductividad eléctrica y estabilidad térmica para la impresión a alta temperatura.