MXPA06006805A

MXPA06006805A - Pastas de nanotubo de carbono y metodos de uso.

Info

Publication number: MXPA06006805A
Application number: MXPA06006805A
Authority: MX
Inventors: Daniel E Resasco; Leandro Balzano; Siriporn Jongpatiwut
Original assignee: Olga Matarredona
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-12-19
Also published as: EP1748837A4; JP2007517760A; US20060039848A1; CA2549850A1; WO2005069765A8; US7279247B2; AU2004314423A1; US20080213161A1; WO2005069765A3; WO2005069765A2; KR20060133577A; EP1748837A2

Abstract

Se preparan pastas dispersables que comprenden nanotubos de carbono de pared sencilla (SWNT) en agua o en un solvente organico. El metodo de preparacion de las pastas dispersables comprende, en general, las siguientes etapas: a) separacion del catalizador utilizado durante la sintesis de los SWNT; b) mientras los SWNT aun estan humedos, adicion de la cantidad apropiada del solvente, en una proporcion de solvente/SWNT la cual preferiblemente varia entre 30:1 y 100:1, dependiendo de la viscosidad deseada de la pasta; y c) sonicacion con asta de alta energia con una sonda desmembradora. Las pastas resultantes son adecuadas para redispersion facil en solventes e incorporacion en diversas matrices tales como polimeros. Tambien son adecuadas para ser impregnadas con precursoes de metal tales como compuestos de metal noble, por ejemplo, Pt. Los tratamientos apropiados de secado y termicos del material impregnado producen materiales compuestos de metal-SWNT en los cuales se pueden dispersar grupos de metal pequenos sobre la superficie del nanotubo. Estos materiales compuestos de metal-SWNT pueden encontrar aplicacion es como catalizadores asi como electrodos para celdas de combustible, baterias y capacitores.

Description

ampliamente diseminado, dado que, cuando se colocan en agua o en la mayor parte de los solventes orgánicos, los nanotubos generalmente sedimentan rápidamente de la suspensión incluso después de sonicación fuerte. En tercer lugar, debido a las propiedades extraordinarias de los nanotubos de carbono, estas apareciendo cada día muchas aplicaciones nuevas y cada aplicación puede requerir un manejo y un procedimiento de dispersión diferentes. De manera interesante, aunque solo una cantidad muy pequeña de nanotubos puede ser suficiente para obtener propiedades mejoradas notablemente en algunas aplicaciones, en otra, la concentración de los SWNT utilizados pueden necesitar ser mucho mayor. ANTECEDENTES DE LA INVENCION Aunque los SWNT individuales tienen estructuras ideales bien definidas, se agrupan en cuerdas de tamaños diferentes, dependiendo de los métodos de síntesis y manejo particulares seleccionados por los fabricantes. Algunas fuentes comerciales de los SWNT han vuelto disponible su producto en una diversidad de formas. Por ejemplo, los SWNT producidos por descarga de arco y supresión láser se han comercializado como hollín de tamaños de partícula variables que contienen concentraciones diferentes de catalizador residual. En otros casos, los SWNT se han comercializado como una suspensión en medios líquidos . Los primeros intentos de solubilizar nanotubos hace uso de la posibilidad de acortar los SWNT por ataque ácido en mezclas sulfúricos-nítricas concentradas. No obstante, estos tratamientos agresivos han demostrado que se introduce un número significativo de defectos en los SWNT junto con carbono amorfo, lo cual generalmente no es deseable. Otros productos introducen elementos externos para facilitar la dispersión. Han incluido modificación química de los nanotubos y el uso de agentes humectantes tales como tensioactivos . El método de funcionalización más extendido es uno desarrollado por Haddon et al., en el cual los nanotubos se disuelven en cloroformo, benceno, tolueno u otros solventes orgánicos después de oxidación y derivatización subsecuente con cloruro de tionilo y octadecilamina. Las soluciones alternativas hacen uso de la oxidación parcial de los SWNT, seguido por reacciones en la pared lateral con flúor, alcanos, sales de diazonio o por funcionalización iónica. La desventaja principal de estos métodos es la distorsión inevitable de la estructura original y la química de los nanotubos . Otros grupos han optado por la unión de polímeros solubles a los SWNT por diversos métodos. Por ejemplo, O'Connell et al., desarrolló una asociación no covalente de los SWNT con polímeros lineales tales como polivinilpirrolidona y sulfonato de poliestireno . La interacción íntima que resulta entre los polímeros y los SWNT resulta en una susceptibilidad a suspensión aumentada de los nanotubos en agua. Se ha desarrollado un método similar en Zyvex, aunque en este caso, como se ha propuesto por los inventores, la funcionalizacion no involucra la envoltura del nanotubo por el polímero, sino más bien una unión no covalente entre un polímero no conjugado y el nanotubo. Se ha propuesto que la interacción entre la estructura principal polimérica y los nanotubos se debe a uniones ·-·. Aunque esta solubilización particular parece ser eficaz para el mejoramiento de la solubilidad de los nanotubos, se requieren tiempos de por lo menos 30 minutos para la redispersión de estos materiales y se puede utilizar un número limitado de solventes orgánicos "seleccionados". Los tensioactivos también se han utilizado extensamente para obtener suspensiones concentradas de nanotubos . Las investigaciones profundas en diversas universidades han demostrado la eficacia de los diferentes tensioactivos en dispersar materiales de nanotubo de pared sencilla. Existen muchas publicaciones que informan el uso de dodecilsulfato de sodio, dodecilbencensulfonato de sodio y TRITON X entre otros. No obstante, debido a las fuertes interacciones de Van der Waals entre la superficie del nanotubo y las colas hidrofóbicas de las moléculas de tensioactivos, resulta muy problemático la separación del tensioactivo de los nanotubos. Además, las concentraciones máximas de los SWNT obtenidas en estas suspensiones son excesivamente bajas. Smalley et al., han propuesto utilizar taberneras como un producto de SWNT redispersable . Este producto se elabora por tratamiento en superácidos líquidos tales como ácido sulfúrico fumante (un ácido sulfúrico altamente concentrado) y otros líquidos corrosivos. La desventaja principal de este método es la necesidad de manejar líquidos peligrosos. Además, este tipo de agregado no se puede formar en medios anhidros mientras que el producto de la presente invención se puede elaborar en medios acuosos o no acuosos descritos con mayor detalle en lo que sigue. Es evidente con claridad que un método para producir los SWNT fácilmente solubles puede ser muy ventajoso para el desarrollo de aplicaciones de materiales basados en SWNT. Es hacia este fin al cual se dirige la presente invención.

DESCRIPCION BREVE DE LAS FIGURAS Las figuras 1A-1B son imágenes de TEM de muestras de Pt/SWNT, carga de Pt = 10% en peso. La muestra (A) se prepara a partir de un precursor de tetraamina de Pt y la muestra (B) se prepara a partir de un precursor de hexacloro de Pt. La figura 2 son micrografías de TEM de especímenes de Pt/SWNT preparadas a partir de hexacloroplatinato. Carga de Pt = 30% en peso. (Las partículas grandes en la imagen corresponden a la forma del residuo de catalizador a partir de la producción de SWNT. La figura 3 son micrografías de TEM de especimenes de Pt/SWNT preparadas a partir de hexacloroplatinato a pH = 8. Carga de Pt = 10% en peso. La figura 4 es una gráfica de viscosidad versus tasa de cizallamiento de una pasta de SWNT 2% en medio acuoso a 25°C. Medido en un equipo de cono y plata de 25 mm (ángulo de cono = Io) . La figura 5 muestra la gráfica de tensión de cizallamiento versus velocidad de cizallamiento de una pasta de SWNT 2% de un medio acuoso a 25°C; variación de tensión = 0-600 Pa; tiempo total = 60 segundos (a intervalos de 1 segundo) . La figura 6 muestra la gráfica de viscosidad versus velocidad de cizallamiento de diversas pastas de SWNT en medio acuoso a 25°C, medidas en un equipo de cono y placa (ángulo de cono" = Io) . La figura 7 muestra la gráfica de cizallamiento versus velocidad de cizallamiento de una pasta de SWNT 2.7% en un medio acuoso a 25°C; modo en estado estable, tensión controlada. La figura 8 es una gráfica que muestra la relación del tiempo de sonicación versus absorbancia para una pasta SWNT húmeda y para SWNT liofilizada en diferente de pasta. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención proporciona métodos y composiciones los cuales resuelven las desventajas de los métodos anteriores para tratar los SWNT y proporciona SWNT en una forma más utilizable para aplicaciones comerciales. En particular, la presente invención contempla una pasta de SWNT dispersable la cual puede tener concentraciones de SWNT de hasta y que excedan de 3% en peso. Esta pasta de SWNT se puede almacenar por períodos de tiempo prolongados y después se puede redispersar e incorporar en otros sistemas, tales como polímeros, soluciones orgánicas, soluciones acuosas y electrodos. Esta pasta de SWNT (también denominada en la presente como gel de SWNT, dispersión de SWNT o dispersión de nanotubos de carbono) comprende una suspensión homogénea de nanotubos de carbono de pared sencilla en agua, u otros solventes y la cual permanece estable (sin precipitación o separación de fases) sin la ayuda de modificación química de los nanotubos, ni la adición de aditivos o agentes químicos externos .. En una modalidad, la invención comprende una pasta de SWNT dispersable novedosa que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla altamente concentrados en agua. La pasta de SWNT se prepara al introducir nanotubos de carbono de pared sencilla dentro de agua y sonicar la mezcla con un desmembrador de asta a una energía y frecuencia elevadas . La pasta de SWNT se forma por incorporación de agua dentro de los nanotubos de carbono de pared sencilla purificados hasta que se produce supersaturación con la ayuda de sonicación energética. Para un conjunto dado de condiciones de preparación, la concentración y viscosidad de la pasta de SWNT depende de la cantidad inicial de los SWNT, el volumen de agua agregado inicialmente y el tiempo y la energía de sonicación. Se forman pastas más diluidas (con viscosidades menores) utilizando tiempos de sonicación menores y cantidades iniciales mayores de agua agregada. La pasta de SWNT que resulta permite la incorporación de nanotubos de carbono en otros sistemas tales como soluciones de polímero, soluciones de tensioactivo o solventes orgánicos debido a la capacidad de dispersión mejorada de la pasta de nanotubo. Debido a que la pasta de SWNT tiene una viscosidad elevada, es fácil de manejar y procesar. La invención también permite la formación de la pasta de SWNT en otros solventes orgánicos tales como xilenos, clorobenceno, acetona, N-metilpirrolidona (NMP) , diclorobenceno y alcoholes tales como isopropanol . La pasta de SWNT novedosa de la presente invención presenta numerosas ventajas importantes con respecto a otras formas de SWNT. Por ejemplo: 1. La pasta de SWNT es estable con el transcurrir del tiempo en anaquel. Incluso después de varias semanas sin agitación, no se observa separación de fases. 2. La pasta de SWNT tiene una composición homogénea . 3. La redispersión de la pasta de SWNT en tnsioactivos o solventes orgánicos requiere menos consumo de energía y tiempo. Debido a que las moléculas de agua rodean a los grupos, este material se puede incorporar fácilmente en sistemas húmedos. 4. El área superficial aumentada de los SWNT en la pasta de SWNT, en comparación con los nanotubos secos, los vuelve más adecuados para aplicaciones en las cuales es crucial el área de superficie expuesta. 5. Se puede evitar el uso de solventes orgánicos tóxicos tales como tolueno, THF o DMF cuando se incorporan los nanotubos en un sistema hidrosoluble . 6. El manejo de cantidades pequeñas de los SWNT (miligramos o inferiores) se vuelve menos problemático. 7. La pasta de SWNT se puede aplicar como un recubrimiento sobre superficies planas en forma de una tinta espesa (similar a pintura) . 8. Se pueden evitar salpicados durante el transporte y manejo debido a la alta viscosidad de la pasta de SWNT.

- - En una segunda modalidad de la invención, la pasta de SWNT se puede utilizar como un precursor para la producción de materiales compuestos de metal/SWNT. Por ejemplo, los perfiles de SWNT muestran un gran potencial para mejoramiento de los funcionamientos de los electrodos de celda de combustible. Los nanotubos pueden estabilizar dispersiones altas de Pt (u otros metales) , incrementar la conductividad electrónica en los electrodos, mejorar el transporte de gas en las capas reactivas de los electrodos y disminuir el ataque de los peróxidos del ionómero. Aunque previamente se han utilizado diversas técnicas para depositar partículas de Pt sobre los nanotubos de carbono, ninguno de los métodos existentes es tan sencillo y eficaz como el método que se describe en la presente. Un método utilizado previamente es la aplicación de oxidación previa de los nanotubos haciendo uso de ácido nítrico u oxidantes similares. Por ejemplo, el método desarrollado por Lordi et al., se basa en la oxidación de la superficie de nanotubos de carbono de pared sencilla antes de la deposición de las partículas de Pt, someter a reflujo una sal de Pt en etilenglicol diluido. De manera similar, el trabajo descrito por Li et al., utiliza la ayuda de modificación química de los nanotubos de carbono de pared múltiple por medio de un ataque de H 03/H2S04 antes del intercambio de iones de los iones Pt. No obstante, es bien sabido que el ataque ácido provoca la destrucción de los nanotubos que comienzan desde las puntas y generan carbono amorfo. Además de esto, la técnica utilizada por Li et al., describe conceptos que se alejan de la presente invención. En el método descrito por Li et al., el intervalo de pH utilizado es tal que la carga de superficie es del mismo signo a la carga de superficie de los iones del precursor de metal . Aunque no se relaciona con la preparación de los catalizadores de celda de combustible, un método interesante desarrollado por Govindaraj et al., hace uso de deposición por vapor al vacío de sales de Pt para la intercalación de nanoalambres de Pt en los capilares de los SW T. La complejidad de este método se basa en una atmósfera de alto vacío junto con temperaturas muy elevadas necesarias para la descomposición de las sales de Pt. De esta manera, la presente invención representa una ventaja significativa con respecto a otras deposiciones de Pt-SWNT propuestas previamente. La ventaja más importante es que no se requiere modificación química (por ejemplo funcionalización) de los nanotubos, y se evita la destrucción innecesaria de los nanotubos. Al mismo tiempo, se minimiza el tiempo y esfuerzo necesarios para etapas de pretratamiento de nanotubos prolongadas .

EJEMPLOS Cada una de las modalidades resumidas en lo anterior se describe en lo siguiente con mayor detalle y con la ayuda de ejemplos. No obstante, la invención no debe limitarse a los ejemplos proporcionados en la presente. Los siguientes ejemplos proporcionan detalles de la preparación de la pasta e ilustran el tipo de aplicaciones en las cuales este material presenta ventajas claras con respecto a otras formas de materiales de SWNT. El material de SWNT utilizado en los ejemplos que se proporcionan en la presente se obtienen por un método catalítico (síntesis CoMoCAT"*) , la cual hemos desarrollado y resulta en altas selectividades para la formación de SWNT la cual utiliza un catalizador Co-Mo (mostrado, por ejemplo, en la patente de E.U.A. número 6,333,016 y en la patente de E.U.A. número 6,413,487, cada una de las cuales se incorpora de manera expresa en la presente como referencia en este documento, en su totalidad) . El producto de carbono obtenido en este método depende de la proporción Co:Mo y de los tratamientos de catalizador que preceden al crecimiento de los nanotubos. El ajuste de estos parámetros permite el control fino sobre la forma de los grupos de catalizador activo y por lo tanto de las estructuras de nanotubo. Los nanotubos utilizados en los presentes ejemplos tienen un diámetro promedio de 0.8 nm. La presente invención no se limita al uso de nanotubos formados por este método, no obstante, o a nanotubos que tengan este diámetro promedio. La síntesis CoMoCAT* se lleva a cabo en un reactor de lecho fluidizado sobre un catalizador CoMo bimetálico soportado sobre sílice, preparado a partir de precursores de nitrato de cobalto y heptamolibdato de amonio. La carga metálica total en el catalizador es de 2% en peso, con una proporción molar de Co:Mo de 1:3. Antes de la exposición a las materias primas de Co, el catalizador se calienta a 500°C en un flujo de H2 gaseoso y se calienta adicionalmente a 850°C en He que fluye. Posteriormente, la desproporción de Co se lleva a cabo bajo un flujo de CO puro a una presión total de 5 atm. Los SWNT que crecen por este método permanecen mezclados con el catalizador agotado que contiene el soporte de sílice y las especies de Co y Mo. La sílice y los metales se eliminan por dos métodos de purificación diferentes. Con el fin de determinar la influencia de los tratamientos de purificación diferentes sobre la química de superficie de los SWNT, se utilizan dos métodos diferentes, uno básico y uno ácido y se comparan en el procedimiento de eliminación de sílice. Antes de la separación de la sílice, la materia prima se coloca en un horno a 250°C durante 10 horas para oxidar las especies de Co y Mo que permanezcan en el producto, seguido por sonicación en baño, en ácido clorhídrico (38% puro) para eliminar los óxidos dé metal. El material sólido después se enjuaga cuidadosamente en agua nanopura hasta que el pH regresa a la neutralidad y se prueba - - con un papel indicador de pH. Una vez que se han eliminado los metales, el soporte de sílice se separa por disolución, ya sea utilizando un tratamiento ácido o uno básico. En el primer caso, el material compuesto se muele y se agrega a ácido fluorhídrico (-33% puro) en un baño de ultrasonicación (Colé Parmer, 168W, 50-60 Hz) durante 3 horas. Se separa el ácido fluorhídrico por lavado repetido con agua nanopúra hasta que el pH regresa a la neutralidad. De manera similar, en el método básico se coloca un segundo lote de material compuesto en contacto con hidróxido de sodio 10 M durante 3 horas. Nuevamente, se aplican varios enjuagues hasta que se alcanza un pH neutro.

EJEMPLO 1:Método de preparación de la pasta de SWNT dispersable en medio acuoso; Los SWNT purificados de acuerdo con el método descrito en lo anterior se recuperan en un recipiente de vidrio mientras que aún están húmedos y se agrega agua desionizada adicional. Después se aplica a la solución por un período de tiempo determinado un asta de sonicación de muy alta energía (utilizando un desmembrador sónico Fisher 550) . En este ejemplo, el tiempo de sonicación es de 1 minuto, pero se obtienen resultados similares en un intervalo de tiempo de 10 segundos a 5 minutos. El tiempo óptimo de sonicación depende de la cantidad total de material que va a ser - - procesado y se puede determinar por observación de la viscosidad de la suspensión. El asta-sonicador preferiblemente es de por lo menos 20 KHz de frecuencia y opera en un intervalo de 60W a 600W de energía máxima. La combinación de la sonicación energética y el calentamiento de la solución proporciona a la suspensión la consistencia de una pasta negra (la cual también se puede describir como una crema o una suspensión) . El presente método difiere de los métodos de sonicación previos en por lo menos una manera importante en que los- SWNT los cuales son sonicados tienen una condición húmeda antes del inicio del procedimiento de sonicación.

EJEMPLO 2:Método de preparación de la pasta de SWNT dispersable en medio orgánico: Los SWNT purificados de acuerdo con el método descrito en lo anterior se recuperan en un recipiente de vidrio mientras aún están húmedos y se lavan por filtración con un solvente orgánico hasta que se elimina completamente el agua residual. La pasta resultante de SWNT-solvente se transfiere a un recipiente de vidrio en donde se agrega solvente orgánico adicional, lo que proporciona una proporción de SWNT/solvente dentro de un intervalo de 100:1-30:1. Se coloca el asta de sonicación energética después del procedimiento descrito en lo anterior hasta que se forma una pasta espesa. En este ejemplo, los conjuntos de nanotubos están rodeados por moléculas de solvente orgánico en vez de agua, lo que vuelve a la pasta lista para redispersarse en cualquier medio orgánico.

EJEMPLO 3:Método de preparación de un catalizador de Pt/SW T: El PZC (punto de carga cero) de los nanotubos varía con el método de purificación. Los cambios en PZC se pueden explicar tomando en consideración que la absorción de protón se produce en la superficie del nanotubo cuando el pH del medio circundante es inferior a PZC. En contraste, la liberación de protones desde la superficie se produce cuando el pH es mayor que el PZC. En contraste, la liberación de protones desde la superficie se produce cuando el pH es mayor que el PZC. Si la concentración de OH" se incrementa más, se generan cargas negativas sobre la superficie. Dependiendo de la carga eléctrica del ión precursor de metal de interés, se ajusta el pH para generar cargas de signo opuesto sobre la superficie de los nanotubos. Después se agrega al gel una . solución acuosa del precursor de metal . Debido a la atracción electrostática entre los nanotubos cargados y los iones precursores , el metal se absorbe rápidamente sobre la superficie del nanotubo. La mezcla después se sónica para abrir los conjuntos, maximizando el área superficial y - - permitiendo que los iones metálicos difundan y se depositen sobre las paredes de los nanotubos alcanzando una mejor dispersión del metal. La impregnación del material de soporte con el precursor de Pt se lleva a cabo utilizando una pasta húmeda de SWNT, la cual es diferente de las preparaciones de catalizador de Pt soportadas en carbono, típicas, en las cuales el precursor de metal se agrega sobre un soporte seco. La pasta impregnada con metal después se liofiliza preferiblemente para eliminar el agua. El procedimiento de liofilización consiste de eliminación de agua desde un producto en dos etapas, primero por sublimación y después por desorción. Como un resultado del procedimiento de liofilización, se conserva el área superficial de la pasta de SWN . Si la pasta de SWNT se deja secar bajo condiciones ambiente, se pierde el área superficial y el material seco es difícil de redispersarse . El procedimiento de liofilizado se realiza en un aparato de liofilización que consiste de una cámara de secado con frascos de temperatura controlada, un condensador o trampa de agua separada del producto, un sistema de enfriamiento y una bomba de vacío. Después de que el material se seca, el producto de Pt/SWNT resultante se calcina para descomponer el precursor de metal y después se trata bajo un flujo de hidrógeno para reducir las partículas de Pt al estado metálico. Una ventaja - - de utilizar este método de impregnación (uso de precursores de Pt sobre pasta de nanotubo) es la mayor área superficial y dispersiones más elevadas que se obtienen en comparación con cualquier otro método de preparación de catalizador. En este ejemplo particular, cierta cantidad de pasta SWNT, con una concentración de nanotubos de aproximadamente 10-30 mg de S T/ml de agua, se prepara de manera que tenga diversos lotes que contengan por lo menos 20 mg de los SWNT. El pH de cada lote se ajusta a 3 u 8, dependiendo del precursor de Pt (ácido cloroplatínico) y Pt (NH3) 4 (N03) 2 (nitrato platínico de tetraamonio) ) . Una vez que se ha ajustado el pH se agrega a la pasta de nanotubos un volumen de- solución acuosa de precursor de Pt . Se calcula el volumen de solución Pt agregada para proporcionar el contenido de Pt de 10 y 30% en peso, respectivamente. La mezcla después- se somete a sonicado con un asta desmembradora con una frecuencia y energía altas . Después del procedimiento de intercambio de iones, las muestras primero se liofilizan y después se calcinan en aire a 300°C durante 2 horas. Finalmente, el óxido de Pt se reduce en H2 a 120°C durante una hora. Se han obtenido deposiciones tan grandes como 30% en peso de Pt en la presente, con dispersiones relativamente altas, como se muestra en lo siguiente. El análisis de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X sirve para cuantificar la concentración de superficie de Pt depositado sobre los SWNT como resultado del método de impregnación particular. El porcentaje de Pt encontrado en la superficie de SWNT concuerda bien con la cantidad total de Pt incorporada a la mezcla, lo que significa que la cantidad total de Pt se ha depositado sobre los nanotubos . En la tabla 1 se muestran los resultados del análisis de estructura fina por absorción de rayos X (EXAFS, por sus siglas en inglés) . Los números de coordinación bajos (N) para la unión Pt-Pt se obtienen a partir del soporte de electrodo en pasta de SWNT. No obstante, cuando el Pt se deposita por el método de humedad incipiente convencional o sobre SWNT secos, se incrementa sustancialmente Npt_pt. Por lo tanto, la impregnación de Pt es más eficaz hacia dispersiones mayores utilizando el método nuevo que se contempla en la presente. Tabla 1. Parámetros estructurales (distancia interatómica, R, números de coordinación, Npt.pt, y factor de Debye-Waller, •2) de las partículas de Pt sobre SWNT, determinado por análisis EXAFS Método de incorporación de Carga de Pt (% en peso) R(A) Npt-pt s2 (Á2) Pt/soporte 10 (precursor de amina) 2.77 5.85 0.0036 intercambio iónico/pasta SWNT 30 (precursor de amina) 2.79 7.78 0.0027 10 (precursor de amina) 2.77 4.40 0.0039 Humedad incipiente/polvo seco 10 precursor de amina) 2.80 -8.01 0.0027 - - Las figuras 1 y 2 muestran micrografías de TEM de los SWNT después de la deposición de las partículas de Pt. El material final contiene cargas de 10% en peso y 30% en peso, respectivamente, con dispersiones elevadas en ambos casos. En el caso de la figura 1, se observan partículas tan pequeñas como 1-2 nm. Además, partículas del orden de 5-10 nm en tamaño se han dispersado sobre los nanotubos prístinos. La figura 2 muestra que, incluso a 30% en peso de carga de Pt, el tamaño de partícula permanece pequeño y la dispersión aún es muy alta. Para confirmar que la presente invención representa un método mejorado que puede controlar la dispersión de las partículas de Pt al ajustar el pH del medio apropiadamente, se evalúa el efecto de invertir el pH, antes de la adición del precursor. Por esta comparación, se demuestra claramente que cuando la superficie de nanotubos presenta la misma carga eléctrica que los precursores de la sal de Pt, se lleva a cabo un efecto de repulsión el cual resulta en tamaños de partícula Pt mayores y dispersiones pobres {bajas) . Las dispersiones bajas de Pt no son deseables para el funcionamiento eficaz de un electrodo de celda de combustible, debido a la baja utilización de Pt y a un incremento en el costo del electrodo.

- - Como se muestra en la figura 3, se produce un incremento significativo en los tamaños de partícula después de que se lleva a cabo la deposición de PtCl62~ a un pH básico, significativamente por encima de PZC de los nanotubos. Además de esto, también se encontraron áreas en las cuales no están presentes partículas de Pt.

EJEMPLO 4 : Preparación de electrodos de celda de combustible: La preparación de electrodos de celda de combustible en base en pastas de Pt/SWNT se puede llevar a cabo por al menos dos métodos alternativos discutidos en la presente. En el primer método, Pt se impregna sobre la pas-ta de SWNT siguiendo el método descrito en el ejemplo 3 anterior. El material catalizador resultante, el cual tiene la consistencia de una tinta espesa, se liofiliza para conservar el área superficial elevada. El material resultante se calcina y se reduce para obtener partículas de Pt altamente dispersadas sobre el soporte de SWNT. El sólido de Pt/SWNT resultante debe resuspenderse antes de incorporarlo sobre la celda de combustible de membrana (tipo PEM) . La suspensión de catalizador Pt/SWNT se puede obtener al mezclar · el material seco de la NMP (N-metil-2-pirrolidona) . Para obtener una eficiencia d.e -operación elevada, es necesario un buen contacto mecánico y eléctrico entre el material de catalizador y la membrana. Para transferir una capa de catalizador delgada sobre la membrana se puede utilizar el método "decaí". El decaí es una capa de catalizador sobre un sustrato tal como TEFLON. En este método de preparación, una suspensión que contiene el catalizador Pt/SWNT, un ionómero tal como NAFION y TEFLON se recubren uniformemente sobre el sustrato de TEFLON y se deja que seque lentamente. Después de acondicionamiento de la membrana, el decaí se transfiere sobre el mismo y se prensa en caliente, entre placas metálicas. La capa de soporte de TEFLON finalmente se desprende mientras la capa de catalizador permanece fija sobre la membrana. La concentración de NAFION y TEFLON en la mezcla, la presión aplicada y el preacondicionamiento de la membrana son parámetros de operación que se pueden optimizar para cada material de catalizador específico utilizando métodos conocidos por las personas abitualmente expertas en la técnica. El límite trifásico (también denominado TPB) es el sitio complejo en donde se produce la reacción de electrodo. La naturaleza de este sitio está determinada - por la estructura del catalizador. De esta manera, la longitud de TPB determina la actividad electrocatalítica y se puede optimizar al controlar el tamaño de partícula de metal, la carga de metal y la cantidad de ionómero. El ionómero típicamente es una forma solubilizada - - de la membrana de electrolito con o sin la adición de un aglutinante tal como TEFLON. Mediante la adición de ionómero sobre el catalizador se puede extender la superficie de contacto de transferencia de carga desde la superficie de la membrana dentro de la estructura del electrodo. De manera alternativa, la mezcla de catalizador/ionómero se incorporará directamente sobre la membrana por los métodos de "pintado" o "aspersión" . La deposición del ionómero sobre el catalizador resulta de la mezcla de suspensión. En esta suspensión, el ionómero puede formar agregados, cuyo tamaño y morfología determina el espesor y la estructura tridimensional del ionómero sobre el catalizador. Esta estructura tiene un impacto importante sobre el transporte de protones así como los reactivos gaseosos hacia y desde la superficie de metal. Tanto la conducción de protones así como la difusión de reactivos y productos a través de las capas de ionómero las cuales algunas veces cubren las partículas metálicas, puede determinar el funcionamiento total de la celda de combustible. En un segundo método, el Pt se impregna sobre la pasta de SWNT siguiendo el método descrito en lo anterior, lo cual resulta en una suspensión de Pt/SWNT con la consistencia de una tinta espesa. En oposición al primer método, - en este segundo método, la tinta espesa se pinta directamente sobre el sustrato de TEFLON junto con el ionómero NAFION- y TEFLON, - - para llevar a cabo el mismo método de preparación de decaí, como en el primer método, pero sin avanzar a través de las etapas de secado y reducción de Pt. Por lo tanto, la descomposición del precursor de Pt y las etapas de reducción deben llevarse a cabo sobre decaí durante y subsecuente a la etapa de prensado en caliente. Si el prensado en caliente se lleva a cabo en aire a una temperatura suficiente (por ejemplo 150°C) , la descomposición del precursor Pt se puede llevar a cabo en esa etapa. Posteriormente, la muestra necesita ser tratada bajo un flujo de hidrógeno (por e emplo aproximadamente 135°C) para llevar a cabo la reducción de Pt. En otras modalidades, otros metales tales como Pd, Ru, Ni y Li, por ejemplo, también se pueden agregar a las pastas de SWNT vía los precursores de metal apropiados para formar otros catalizadores o composiciones de metal/SWNT.

EJEMPLO 5:Mediciones de viscosidad de pastas SWNT dispersables en medios acuosos: Se prepararon una serie de pastas de SWNT con concentración de nanotubos de carbono que varían de 1.4% a 2.7% en agua, siguiendo el método descrito en el ejemplo 1. Los SWNT purificados de acuerdo con el método descrito en lo anterior se recuperaron en un recipiente de vidrio mientras aún estaban húmedos y se agregó agua desionizada adi-cional para obtener la concentración deseada de nanotubos.

Posteriormente se aplicó un asta de sonicación de muy alta energía (utilizando un desmembrador sónico Fisher 550) a la solución, durante algunos minutos hasta que se alcanzó la consistencia preferida de la pasta. Reoloqía de la pasta S T 2% Se probaron algunos mililitros de una pasta de SWNT 2% utilizando un reómetro Brookfield R/S CPS Pl con cono y placa (25 mm de diámetro, ángulo de cono de Io) a 25°C. Los resultados de prueba se generaron utilizando un cambio paulatino de 0 a 600 Pa. Las lecturas se tomaron durante 60 segundos, a intervalos de 1 segundo. Se realizaron un total de ocho pruebas para reproducibilidad. La figura 4 muestra la viscosidad y la resistencia al cizallamiento como una función de la velocidad de cizallamiento. Es interesante hacer notar que un contenido de nanotubo de solo 2% (98%) de agua en la pasta SWNT, introducen incremento en la viscosidad del agua de 40,000 veces en la región de velocidad de cizallamiento baja (-40,000 cp a 10 s"1) . Las formas de las curvas muestran el comportamiento de dilución de cizallamiento no newtoniano clásico, la viscosidad disminuye cuando se incrementa la velocidad de cizallamiento. Además, en base en observaciones a una velocidad de cizallamiento constante, la pasta SWNT parece ligeramente tixotrópica, es decir, la viscosidad depende del tiempo. En la figura 5 se presenta una gráfica de datos de la resistencia al cizallamiento versus la velocidad - - de cizallamiento. La pasta de SWNT sigue el modelo de Herschel-Bulkley (HB) , una modificación del modelo de Bingham para fluidos plásticos. Los plásticos de Bingham se caracterizan por una resistencia al cizallamiento diferente de cero, cuando la velocidad de cizallamiento es cero. El modelo de Herschel-Bulkley combina los efectos del comportamiento de Bingham y la ley de las potencias en un fluido, como se muestra en la ecuación (1) : · = ·„ + A · »b (1) en donde ·„ es el esfuerzo de fluencia HB A es la viscosidad plástica HB y b es el exponente de deformación. Cuando · < ·0 el material permanece rígido. Para · > ·„, el material fluye como un fluido de la ley de potencia. Un fluido de Bingham muestra un valor de b = 1. Los parámetros de ajuste obtenidos para el modelo se presentan en la tabla 2. En este caso, b = 0.72 (b < 1) el cual se desvía del plástico de Bingham típico y corresponde al modelo de cizallamiento-dilución de Herschel-Bulkley. Esta pasta SWNT es reológicamente similar a una diversidad de alimentos de viscosidad media (salsas, aderezos de ensaladas y productos para el cuidado personal (lociones) , lo cual lo vuelve un material adecuado para una diversidad de aplicaciones tales como recubrimientos y pinturas.

- - Comparación de los comportamientos reológicos de las pastas de SWNT 1.4%, 2% v 2.7% Algunos mililitros de cada pasta se prueban haciendo uso del mismo reómetro descrito antes, a 25°C. Los resultados de la prueba se generan bajo el modo en estado estable con tensión controlada. Dependiendo de la cantidad de muestra disponible, se realizan varias pruebas de la misma muestra para reproducibilidad. La figura 6 compara las viscosidades de tres pastas SWNT diferentes bajo el efecto de la velocidad de cizallamiento. Como se esperaba, la viscosidad de la pasta se incrementa con la concentración de nanotubos . Es importante hacer notar que se producen cambios de viscosidad significativos con variaciones muy pequeñas en la concentración de nanotubos, lo cual indica que esta técnica de caracterización es muy sensible a cambios pequeños. Tómense, por ejemplo, los valores de viscosidad de tres pastas a 5000 s"1. Los valores de · son de 40 cp, 80 cp y 150 cp para las pastas de 1.4%, 2% y 2.7%, respectivamente. Nuevamente, las viscosidades de las pastas disminuyen con la velocidad de cizallamiento lo que indica un comportamiento de dilución por cizallamiento. También se obtienen los valores de la resistencia al cizallamiento versus velocidades de cizallamiento para diversas pastas SWNT. Por ejemplo, el esfuerzo de fluencia (·0) de una pasta 2.7% se encuentra que es de 576.7 Pa con un - - comportamiento de Herschel-Bulkley evidente a partir de la forma de la curva de la figura 7. Los parámetros de regresión son A = 0.173 y b = 0.674 (b < 1) . Dado que la concentración de los nanotubos es reducida, el esfuerzo de fluencia de las pastas SWNT disminuye con la consistencia. De esta manera, los valores ·„ de estas pastas SWNT en medios acuosos varían de aproximadamente 100 a 600 Pa.

Tabla 2. Resultados de análisis de acuerdo con el modelo de Herschel-Bulkley de una pasta SWNT con nanotubos 2% en medio acuoso *Parámetros de regresión: B = 0.9928, S = 5.27 En una modalidad, la pasta SWNT tiene una viscosidad de 0.001 Pa.seg a 1000 Pa.seg, en donde el intervalo de velocidad de cizallamiento es de 1000 /seg a 10,000/seg, y los intervalos de concentración de nanotubo varía de 0.1% en peso a 3% en peso. En otra modalidad, la pasta SWNT tiene una viscosidad de 0.1 Pa.seg a 10 Pa.seg, en donde el intervalo de velocidad de cizallamiento es de 1000/seg a 4000/seg y la concentración de nanotubo varía de 1% en peso a 3% en peso.

- - Una de las características más remarcables de la pasta SWNT (gel) de la presente invención es la facilidad con la cual se disuelve en agua después de algunos minutos de sonicación. La figura 8 compara la velocidad de redispersión de una muestra de nanotubos diferentes de pasta los cuales han sido liofilizados con redispersión de la pasta SWNT de la presente invención medida por la absorción óptica a una longitud de onda de 800 nm. La absorción se incrementa con la presencia de nanotubos dispersados en el agua. La diferencia y la velocidad de incremento de absorción es notable. En dos minutos de sonicación de la pasta de SWNT, la absorbancia que ya se ha obtenido después de 25 minutos de sonicación de la muestra SWNT liofilizada a una mayor dispersión de nanotubos de la pasta de SWNT. Una disminución en el tiempo de sonicación para alcanzar una dispersión de nanotubo dada no solo tiene ventajas económicas en términos de tiempo y costo de operación sino que también minimiza el daño potencial a los nanotubos provocado por agitación mecánica grave durante la sonicación de alta energía. En una modalidad de la presente invención contemplada en la presente se incluye un método para la producción de una dispersión de nanotubos de carbono que comprende las etapas de proporcionar una cantidad de nanotubos de carbono de pared sencilla que tienen una condición húmeda, combinar los nanotubos de carbono de pared - - sencilla con un solvente para formar una mezcla de nanotubo-solvente y sonicar la mezcla de nanotubo-solvente a una alta frecuencia hasta que la mezcla sonicada comprende una mezcla supersaturada de los nanotubos y el solvente el cual comprende la dispersión de nanotubos de carbono, en donde la dispersión de nanotubos de carbón tiene una viscosidad más gruesa que la mezcla de nanotubo-solvente antes de la sonicación. La alta frecuencia puede ser de por lo menos 20 KHz. El solvente puede ser agua o un solvente orgánico, por ejemplo. La viscosidad de la dispersión de nanotubo de carbono puede ser de 0.001 Pa.seg a 1000 Pa.seg, o de 0.1 Pa.seg a 10 Pa.seg, por ejemplo. La invención comprende además una dispersión de nanotubos de carbono producida por cualquiera de estos métodos y/o un producto de nanotubos de carbono que comprende una dispersión de nanotubos de carbono como se describe en la presente después de que la dispersión de nanotubos de carbono se ha liofilizado. La presente invención comprende además un método para producir una pasta de metal-nanotubos de carbono, que comprende proporcionar una cantidad de dispersión de nanotubos de carbono que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla, dispersados en un solvente y que tiene una consistencia similar a pasta combinar y mezclar la dispersión de nanotubos de carbono con una solución de precursor metálico formando una mezcla de precursor de nanotubo-metal , - - y sonicar la mezcla de precursor de nanotubo-metal para mejorar la difusión y adsorción de los iones metálicos del precursor metálico sobre los nanotubos de carbono formando la pasta de metal-nanotubo de carbono. En el método el precursor de metal puede comprender, por ejemplo, por lo menos uno de platino, paladio, rutenio, níquel o litio. El método puede comprender la etapa adicional de liofilizado del metal-nanotubo de carbono. El método puede comprende además la etapa de calcinar la pasta liofilizada de metal-nanotubo de carbono. El método puede comprender la etapa de ajustar el pH de los nanatubos de la dispersión de nanotubos de carbono para tener una carga la cual es opuesta a una carga del ion metálico de la solución del precursor de metal. El método puede comprender la etapa adicional de reducir el ión metálico del precursor de metal. La presente invención puede comprender una pasta de metal y nanotubo de carbono producida por cualquier método mostrado en la presente. La presente invención puede comprender un electrodo de celda de combustible que comprende la pasta de metal-nanotubo de carbono producida por cualquier método mostrado en la presente. El electrodo de celda de combustible puede comprender, por ejemplo, un precursor de metal el cual es un precursor de platino, paladio, rutenio, níquel o litio. La presente invención puede comprender un método para producir una pasta de Pt-nanotubo de carbono, que comprende las etapas de proporcionar una cantidad de una dispersión de nanotubo de carbono que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tienen una consistencia similar a pasta, combinar y mezclar la dispersión de nanotubos de carbono con- una solución precursora de Pt, formar una mezcla de precursor de nanotubo-Pt y sonicar la mezcla de precursor de nanotubo-Pt, para mejorar la difusión y adsorción de iones Pt del precursor Pt sobre los nanotubos de carbono que forman la pasta de Pt-nanotubos de carbono. El método puede comprender además la etapa adicional de liofilizar la pasta de Pt-nanotubos de carbono. El método puede comprender la etapa de calcinar la pasta liofilizada de Pt-nanotubos de carbono. El método puede comprender la etapa de ajustar el pH de los nanotubos de la dispersión de nanotubos de carbono para tener una carga la cual es opuesta a una carga del ión Pt de la solución precursora de Pt. El método puede comprender la etapa adicional de reducir el ión Pt de la pasta de nanotubos de carbono. La invención puede comprende una pasta de nanotubos de carbono producida por cualquier método mostrado en la presente. La invención puede comprende un electrodo de celda de combustible que comprende una pasta de Pt-nanotubos de carbono, por cualquier método mostrado en la presente. La presente invención comprende además una dispersión de nanotubos de carbono que comprende nanotubos de - - carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tiene una consistencia similar a pasta, y en donde, cuando la dispersión de nanotubos de carbono se combina con una solución de tensioactivo y se sónica con un asta sonicadora a 500-750 W, proporciona, después de 5 minutos de sonicación, una resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la solución de tensioactivo de por lo menos 50% de un máximo de resuspensión obtenible de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la solución de tensioactivo, en donde la resuspensión se. mide por absorción óptica a una longitud de onda de.800-900 nm. La invención comprende además un método para proporcionar una resuspensión de nanotubos de carbono de pared sencilla que comprende proporcionar una dispersión de nanotubos de carbono que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tiene una consistencia similar a pasta, combinar la dispersión de nanotubos de carbono con una solución de tensioactivo para producir una mezcla de nanotubo-tensioactivo y sonicar la mezcla de nanotubo-tensioactivo con un sonicador de asta a 500-750W, en donde, después de 5 minutos. _.de sonicación, una resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la mezcla de nanotubo-tensioactivo tiene por lo menos 50% de la resuspensión asequible máxima de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la mezcla de nanotubo-tensioactivo, en donde la resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla se mide por absorción óptica a una longitud de onda de 800-900 nm. La presente invención no debe considerarse limitada en su alcance por las modalidades específicas descritas en la presente, dado que dichas modalidades se pretende que sean solamente ilustraciones de un aspecto de la invención y las modalidades funcionalmente equivalentes están dentro del alcance de esta invención. En realidad, varias modificaciones de los métodos de la invención, además de aquellos mostrados y descritos en la presente se volverán evidentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la descripción precedente . Cada una de las referencias, patentes o publicaciones mencionadas en la presente se incorpora de manera expresa en este documento como referencia en su totalidad.

REFERENCIAS MENCIONADAS 1 Harutyunyan, Avetik; Pradhan, Bhabendra K. ; Eklund, Peter C; Solicitud de Publicación de Patente de los Estados Unidos 2003/0042128. ¦ 2. Smalley, Richard E. ; Coibert, Daniel T. ; 3uo, Ting; Rinzler, Andrew G. ; Nikolaev, Pavel; Thess, Andreas; Patente de los Estados Unidos No. 6,183,714 (2001). 3. J. Liu, A.G. Rinzler, H. Dai, J.H. Hafner, R. K. Bradley, P.J. Boul, A. Lu, T. Iverson, K. Shelimov, C.B. Huffman, F. Rodriquez-Macias , Y.S. Shon, T.R. Lee, D.T. Colbert, R.E. Smalley, Science 280 (1998) 1253. 4. J. Zhang, H. Zou, Q. Qing, Y. Yang, Q. Li, Z. Liu, X. Guo, Z. Du, J. Phys. Chem. B 107(16) (2003) 3712. 5. Haddon, Robert C; Chen, Jian. Patente de los. Estados Unidos No. 6,187,823 (2001). 6. E.T. Mickelson, I.W. Chiang, J.L. Zimmerman, P.J. Boul, J. Lozano, J. Liu, R.E. Smalley, R.H. Hauge, J.L. Margrave, J. Phys. Chem. 8 103 (1999) 4318. 7. P.J. Boul, J. Liu, E.T. Mickelson, C.B. Huffman, L.M. Ericson, I.W. Chiang, K.A. Smith, D.T. Colbert, R.H. Hauge, J.L. Margrave, R.E. Smalley, Chem. Phys. Lett. 310 (1999) 367. 8. J. L. Bahr, J. Yang, D. V. Kosynkin, M. J. Broniko ski, R. E. Smalley, and J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc, 123 (2001) 6536. 9. J. L. Bahr, J. Yang, D. V. Kosynkin, M. J.

Bronikowski, R. E. Smalley, J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc, 23 (2001) 6536. 10. J. Chen, A.M. Rao, S. Lyuksyutov, M.E. Itkis, M.A. Hamon, R.W. Cohn, P.C.Eklund, D.T. Colbert, R.E. Smalley, R.C. Haddon, J. Phys. Chem. B 105 (2001) 2525. - - 11. J.E. Riggs, D.B.- Walker, D.L. Carrl, ?-?. Sun, J. Phys. Chem. B 104 (2000) 7071. 12. Mi O'Connell, P. Boul, L. M. Ericson, C. Huffman, Y. Wang, E. Haroz, C. Kuper, J. Tour, K. Ausman, R. E. Smalley, Chem. Phys. Lett. 342, 265 (2001) 265. 13. Chen, Jian; Liu, Haiying. Polymer and using the polymer for noncovalently functionalizing nanotubes. Solicitud de Patente Europea (2003), 22 pp. CODEN: EPXXD EP 1359169 A2 20031105 CAN 139:338658 AN 2003:872366. 14. Chen, Jian. Polymer and using the polymer for solubilizing nanotubes. Solicitud de Patente Europea (2003), 23 pp. CODEN: EPXXDW EP 1359121 A2 20031105 CAN 139:338657 AN 2003:872360. 15. Chen, Jian; Liu, Haiying; Weimer, Wayne A. ; Halls, Mathew D.; Waldeck, David H. ; Walker, Gilbert C.

Journal of the American Chemical Society (2002), 124(31), 9034-9035. 16. Strano, Michael S.; Moore, Valerie C. ; Miller, Michael K. ; Alien, Mathew J. ; Haroz, Erik H.; ittrell, Cárter; Hauge, Robert H. ; Smalley, R. E. , J. Nanoscience and Nanotechnology (2003), 3(1/2), 81-86. 17. Moore, Valerie C; Strano, Michael S.; Haroz, Erik H. ; Hauge, Robert H. ; Smalley, Richard E . ; Schmidt, Judith; Talmon, Yeshayahu. Indi idually Suspended Single-Walled Carbón Nanotubes in Various Surfactants. Nano Letters - - (2003), 3(10), 1379-1382. 18. M.F. Islam, E. Rojas, D.M. Bergey, A.T. Johnson, A.G. Yodh, Nano Lett. 3(2) (2003) 269. 19. Matarredona, Olga; Rhoads, Heather; Li, Zhongrui; Harwell, Jeffrey H.; Balzano, Leandro; Resasco, Daniel E . , J. Physical Chem. (2003), 107 (48) 13357. 20. Smalley, Richard E.; Saini, Rejesh . Kumar; Sivarajan, Ramesh; Hauge, Robert H. ; Davis, Virginia A.; Pesquali, Matteo; Ericson, Lars Martin; Kumar, Satish; Veedu, Sreekumar Thaliyil; Solicitud de Patente Publicada de los Estados Unidos 2003/0133865 (2003). 21. V. Lordi, N. Yao, J. Wei, Chem. Mater. 13 (2001) 733. 22. W. Li, S. Liang, W. Zhou, J. Qiu, Z. Zhou, G. Sun, Q. Xin, J. Phys, Chem. B 107 (2003)6292. 23. A. Govindara , B.C. Satishkumar, M. Nath, C.N.R. Rao, Chem. Mater. 12 (2000) 202. 24. D. E. Resasco, B. Kitiyanan, J. H. Harwell, W. Alvarez. Patente de los Estados Unidos Número 6,333,016 (2001). 25. D. E Resasco, L. Baizano, W. Alvarez, B. Kitiyanan, Patente de los Estados Unidos Número. 6,413,487 (2002) . 26. Herrera, J. E.; Baizano, L.; Borgna, A. ; Alvarez, W. E . ; Resasco, D. E. J. Catal . , 204 (2001) 129. - - 27. Alvarez, W. E. ; Pompeo, F. ; Herrera, J. E. ; Baizano, L. ; Resasco, D . E. Chem. Mater. , 14 (2002)1853. 28. J. E. Herrera, L. Baizano, F. Pompeo, and D.E. Resasco. Journal of Nanoscience and Nanotechnology (2003), 3, 133-138. 29. M. Wilson and C. Zawodzinski; Patente de los Estados Unidos Número 5,798,187 (1998). Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES- Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método par producir una dispersión de nanotubos de carbono, caracterizado porque comprende: proporcionar una cantidad de nanotubos de carbono de pared sencilla que tienen una condición húmeda; combinar los nanotubos de carbono de pared sencilla con un solvente para formar una mezcla de nanotubo-solvente ; y sonicar la mezcla de nanotubo-solvente a una frecuencia elevada hasta que la mezcla sonicada comprenda una mezcla supersaturada de nanotubos y el solvente, el cual comprende la dispersión de nanotubos de carbono, en donde la dispersión de nanotubos de carbono tiene una viscosidad más espesa en comparación con la mezcla de nanotubo-solvente antes de la sonicación.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la frecuencia elevada es de por lo menos 20 KHz .

3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el solvente es agua.

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el solvente es un solvente orgánico.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la viscosidad de la dispersión de nanotubos de carbono es de 0.001 Pa.seg a 1000 Pa.seg.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la viscosidad de la dispersión de nanotubos de carbono es de 0.1 Pa.seg a 10 Pa.seg.

7. Una dispersión de nanotubos de carbono, caracterizada porque se produce, por el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Una dispersión de nanotubos de carbono, caracterizada porque comprende la dispersión de nanotubos de carbono de conformidad con la reivindicación 7, después, de que la dispersión de nanotubos de carbono se ha liofilizado.

9. Un método para producir una pasta de metal-nanotubos -de carbono, caracterizado porque comprende : proporcionar una cantidad de dispersión de nanotubos de carbono que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tienen una consistencia similar a pasta, combina y mezclar la dispersión de nanotubos de carbono con una solución de precursor de metal formando una mezcla de nanotubo-precursor de metal; y sonicar la mezcla de nanotubo-precursor de metal para mejorar la difusión y adsorción de los iones metálicos del precursor de metal sobre los nanotubos de carbono formando la pasta de metal-nanotubos de carbono.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el precursor de metal comprende platino.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el precursor de metal comprende por lo menos uno de paladio, rutenio, níquel, litio y opcionalmente comprende de manera adicional platino.

12. El método de -conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque comprende la etapa de ajustar el pH de los nanotubos de la dispersión de nanotubos de carbono para tener una carga la cual sea opuesta a una carga de un ión metálico de la solución de precursor de metal.

13. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque comprende la etapa adicional de reducir el ión metálico del precursor de metal. 1 . El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque la dispersión de nanotubos de carbono es la dispersión de nanotubos de carbono de cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8. 15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque comprende la etapa adicional de liofilizar la pasta de metal-nanotubos de carbono. 16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque comprende la etapa de calcinar la pasta de nanotubos de carbono. 17. Una pasta de metal y nanotubos de carbono, caracterizada porque se produce por el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 16. 18. Un electrodo de celda de combustible, caracterizado porque comprende la pasta de metal-nanotubos de carbono de conformidad con la reivindicación 17. 19. Una dispersión de nanotubos de carbono, caracterizada porque comprende: nanotubos de carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tiene una consistencia similar a pasta, y en donde, cuando la dispersión de nanotubos de carbono se combina con una solución de tensioactivo y se sónica con un sonicador de asta a 500 - 750 W proporciona, después de 5 minutos de sonicación, una resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la solución de tensioactivo de por lo menos 50% de una resuspensión obtenible máxima de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la solución del tensioactivo, la resuspensión se mide por absorción óptica a una longitud de onda de 800-900 nm. 20. Un método para proporcionar una resuspensión de nanotubos de carbono de pared sencilla, caracterizado porque comprende: proporcionar una dispersión de nanotubos de carbono que comprende nanotubos de carbono de pared sencilla dispersados en un solvente y que tienen una consistencia similar a pasta; combinar la dispersión de nanotubos de carbono con una solución de tensioactivo para producir una mezcla de nanotubos-tensioactivo; y sonicar la mezcla de nanotubos-tensioactivo con un sonicador de asta a 500 - 750 W en donde, después de 5 minutos de sonicación una resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la mezcla de nanotubo-tensioactivo tiene por lo menos 50% de una resuspensión obtenible máxima de los nanotubos de carbono de pared sencilla en la mezcla de nanotubo-tensioactivo, en donde la resuspensión de los nanotubos de carbono de pared sencilla se mide por absorción óptica a una longitud de onda de 800-900 nm. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la dispersión de nanotubos de carbono es la dispersión de nanotubos de carbono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 , 8 ó 19.