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Monofluoruro de carbono

El monofluoruro de carbono ( CF , CF x o (CF) n ), también llamado monofluoruro de policarbonato ( PMF ), fluoruro de policarbonato , poli(monofluoruro de carbono) y fluoruro de grafito , es un material formado por la reacción a alta temperatura del gas flúor con grafito , carbón vegetal o polvo de carbono pirolítico . [1] Es un polvo microcristalino altamente hidrófobo . Su número CAS es 51311-17-2 . A diferencia de los compuestos de intercalación de grafito, es un compuesto de grafito covalente .

El carbono es estable en una atmósfera de flúor hasta aproximadamente 400 °C, pero entre 420-600 °C se produce una reacción para dar monofluoruro de carbono subestequiométrico , CF 0,68, que aparece de color gris oscuro. Con el aumento de la temperatura y la presión de flúor, se forman estequiometrías de hasta CF 1,12 . Con el aumento del contenido de flúor, el color cambia de gris oscuro a blanco crema, lo que indica la pérdida del carácter aromático. Los átomos de flúor se ubican de manera alternada por encima y por debajo del antiguo plano de grafeno , que ahora está combado debido a la formación de enlaces covalentes carbono-flúor. La reacción del carbono con flúor a una temperatura aún más alta destruye sucesivamente el compuesto de grafito para producir una mezcla de fluorocarbonos gaseosos como tetrafluorometano , CF 4 , y tetrafluoroetileno , C 2 F 4 . [2]

De manera similar, en 2001 se descubrió que el alótropo de carbono fulereno , C 60 reacciona con gas flúor para dar fluoruros de fulereno con estequiometrías de hasta C 60 F 48 . [3]

Un precursor del monofluoruro de carbono es el compuesto de intercalación flúor-grafito , también llamado flúor-GIC .

Otros fluoruros de intercalación del carbono son:

El fluoruro de grafito es un precursor para la preparación de fluoruro de grafeno mediante una exfoliación en fase líquida. [4]

Solicitud

El monofluoruro de carbono se utiliza como material de cátodo de alta densidad energética en baterías de litio del tipo "BR". Otros usos son como aditivo reductor del desgaste para lubricantes y aditivo resistente a la intemperie para pinturas . El fluoruro de grafito también se utiliza como agente oxidante y modificador de la combustión en propulsores de cohetes y pirolantes . [5]

El monofluoruro de carbono está disponible comercialmente como material de la marca Carbofluor. [6]

Referencias

  1. ^ Ernst-Christian Koch (3 de abril de 2012). Materiales energéticos basados ​​en fluorocarbonos metálicos. John Wiley & Sons. pp. 25–27. ISBN 978-3-527-32920-5. Recuperado el 16 de septiembre de 2012 .
  2. ^ BBC – h2g2 – El carbono y sus compuestos inorgánicos
  3. ^ Troyanov, Sergei I.; Troshin, Pavel A.; Boltalina, Olga V.; Ioffe, Ilya N.; Sidorov, Lev N.; Kemnitz, Erhard (2001). "Dos isómeros de C60F48: un fullereno sangrado". Edición internacional Angewandte Chemie . 40 (12): 2285–2287. doi :10.1002/1521-3773(20010618)40:12<2285::AID-ANIE2285>3.0.CO;2-Y. PMID  29711847.
  4. ^ Radek Zboril; Frantisek Karlicky; AB Bourlinos; TA Steriotis; AK Stubos; V. Georgakilas; K. Safarova; D. Jancik; C. Trapalis; Michal Otyepka (2010). "Fluoruro de grafeno: un derivado de grafeno estequiométrico estable y su conversión química a grafeno". Small . 6 (24): 2885–2891. doi :10.1002/smll.201001401. PMC 3020323 . PMID  21104801. 
  5. ^ Koch, E.‐C. (2005). "Pirolantes de metal/fluorocarbono: VI. Comportamiento de combustión y propiedades de radiación del pirolato de magnesio/poli(monofluoruro de carbono)". Propelentes, explosivos, pirotecnia . 30 (3): 209–215. doi :10.1002/prep.200500007. ISSN  0721-3115.
  6. ^ "Carbofluor | Advance Research Chemicals, Inc." www.fluoridearc.com . Consultado el 13 de septiembre de 2018 .