Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales
URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/11191/6737
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- Síntesis de Hidrotalcitas y Zirconia sulfatada para la obtención de inhibidores de la corrosión formados por macrociclos y derivados del imidazol(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-07) Cruz Gonzalez, Deysi YeseniaEn este trabajo se obtuvieron y caracterizaron los catalizadores Hidrotalcitas (HT) y Zirconia Sulfatada (ZS) los cuales fueron utilizados para la síntesis de los derivados de 2- Mercaptoimidazol y 2-Mercaptobenzimidazol así como para la síntesis del macrociclo (6,12-Epoxi-6H,12H-dibenzo[b,f][1,5]dioxocin) por métodos convencionales y asistida por microondas (µw). Los productos antes mencionados corrosión del acero API 5L X52 sumergido en H2SO4 1M y HCl 1M mediante las técnicas de Polarización Potenciodinámica y Espectroscopia de Impedancia Elec troquímica (EIS). Los resultados obtenidos por las técnicas electroquímicas nos permiten obtener la eficiencia de inhibición (EI) a diferentes concentraciones de los inhibidores y diferentes tiempos de inmersión en dos medios corrosivos. Se llevó a cabo un análisis termodinámico para los tres inhibidores arrojando como resultado un proceso de fisisorción sobre la superficie del acero.
- Caracterización del añil natural, paligorskita y azul maya sintético por medio de la técnica fotoacústica(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-02) Rosales Córdova, Carlos AldebaránEl Azul Maya ha sido estudiado por una amplia cantidad de técnicas de caracterización, como lo son: Emisión de partículas inducidas por rayos X (PIXE) [13], Espectroscopía de rayos X (XAS) [14], Microscopía de transmisión electrónica de alta resolución (HRETM) [13], Fluorescencia de rayos x (XRF) [15], Raman [16], Análisis térmico diferencial (DTADSC, TGA) [17], Difracción de rayos X[18], Microscopia Electrónica de Barrido, entre otras. Los resultados obtenidos con los estudios de las técnicas de caracterización mencionadas lograron responder diversas preguntas, pero sigue sin responderse la razón por la cual no se observa el añil en el espectro del azul maya. En la presente investigación se empleó una técnica de caracterización nunca antes usada en el pigmento, esta técnica es conocida como Fotoacústica, la cual consiste básicamente en hacer incidir energía electromagnética en el material, lo cual genera un volumen de expansión - compresión, produciendo una onda característica del material que viajara a través de él y será detectada por un transductor, el cual manda la señal a un osciloscopio en donde se muestra la señal fotoacústica en tiempo real, con dichas gráficas se detectan los cambios estructurales que presenta el material analizado al ser sometido a un incremento de temperatura controlado. La aportación de este estudio es presentar evidencia acerca de si es posible observar el añil en el espectro del azul maya a través del empleo de la técnica fotoacústica. La presentación de este trabajo se divide en 5 capítulos. El primero capítulo habla acerca de la cultura Maya, haciendo énfasis en el pigmento que ellos producían al mezclar la paligorskita y el índigo para posteriormente calentarlo y producir este característico pigmento conocido hoy en día como Azul maya, el segundo capítulo aborda los principios generales de la técnica fotoacústica y se da una breve explicación de los principios físicos que envuelven a la técnica fotoacústica con láser pulsado, en el tercer capítulo se muestra el método empleado en la presente investigación, el cual se dividió en: planteamiento del problema, materiales, aparatos y procedimiento, en el cuarto capítulo se realizó el análisis y descripción de los resultados, por último, en el capitulo quinto se presenta la discusión y conclusiones de la investigación.
- Evaluación de la inhibición de la corrosión del acero api 5L x52 mediante una cefalosporina de primera generación en medio ácido(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-08) Pozos Reyes, RodolfoIn this thesis was carried out the evaluation of cephalothin antibiotic (6R,7R)-3- [(acetoxi)metil]-8-oxo-7-[(2-tienilacetil)amino]-5-tia-1-azabiciclo [4.2.0] oct-2-ene- 2carboxilico, as corrosion inhibitor for API 5L X52 steel, immersed in acidic medium. This study consisted of carrying out the variation of experimental conditions, such as hydrodynamic conditions, inhibitor concentrations and different temperatures. According to the results it was determined that the concentration at which the highest efficiency is obtained at 85%, was the one corresponding to a concentration of 50 ppm at 25 ° C. Moreover it is determined by performing a change in temperature takes place in a decrease in the corrosion efficiency, which decreases to 40 ° C, and subsequently is maintained at about 65 °C, at a concentration 50 ppm. Corresponding to the variation of the hydrodynamic conditions has shown that a significant variation in the inhibition efficiency study, although still at 1000 rpm, the efficiency remains above 80%. Also in carrying out the study for the metal immersion time in the solution containing the inhibitor, indicating that this continues to be effective even at 600 hours of immersion, obtaining efficiencies above 90%. For each of the hydrodynamic conditions studied, was carried out thermodynamic analysis, from which it was determined that the inhibitor-metal interaction is given by an adsorption process of physisorption type, described by the Langmuir model (ΔG°ads <-20). Therefore the antibiotic cefepime, proved to be effective in inhibiting corrosion of API 5L X52 steel immersed in acid medium.
- Mecanismo y cinética de electropolimerización de PEDOT en diversos sistemas electroquímicos en medios acuosos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) GOMEZ BUENDIA, ERIKAEn este trabajo se presenta la polimerización electroquímica de poli (3, 4 etilendioxiotiofeno) PEDOT en medios acuosos, se estudió con el fin de establecer una relación entre las condiciones de síntesis y de los mecanismos de crecimiento de la película poliméricas en condiciones hidrostáticas e hidrodinámicas, se formó mediante la electropolimerización del monómero usando métodos potenciodinámicos y potenciostáticos. Permitiendo obtener modelos que describen la formación de nuevas fases electoquímicas, mediante el análisis de transitorios potenciostáticos de corriente, obtenidos en las diferentes condiciones y medios que se emplearon para la experimentación. La β-CD ayuda a solubilizar el EDOT en medio acuoso debido a sus propiedades hidrofílicas en la parte exterior e hidrofóbicas en su interior a su vez se formó el complejo de inclusión con una relación 1:1. Los modelos de nucleación y crecimiento empleados para la descripción de cada familia de transitorios potenciostáticos presentan diferente contribución.
- Síntesis y caracterización de óxido de grafito funcionalizado con derivados y análogos de o-fenilendiamina. Obtención de bencimidazoles(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-03) Barrera Pascual, María VictoriaLos materiales a base de carbono han sido estudiados recientemente debido a sus potenciales propiedades y posibles aplicaciones en el campo de la física, química, electrónica y mecánica. Un derivado del grafito es el óxido de grafito el cual si bien fue descubierto hace más de un siglo ha despertado gran interés ya que no solo ha resultado ser un precursor de bajo costo para la obtención de grafeno a gran escala si no que los grupos oxigenados del óxido de grafito han permitido funcionalizarlo covalentemente en presencia de precursores que contienen nitrógeno tales como aminas orgánicas. La funcionalizacion covalente del óxido de grafito seguido de una reducción ha logrado ser una forma eficaz de modificar su estructura química y modular sus propiedades eléctricas. Pocas investigaciones se han centrado en el estudio del óxido de grafito funcionalizado no reducido, esto provoca el interés que se tiene por estudiar el proceso de funcionalizacion para lo cual se introdujeron una serie de compuestos orgánicos con grupos amino los cuales permitieron por medio de una reacción de ciclación la formación de bencimidazoles en la estructura del óxido de grafito. El presente trabajo tuvo como objetivo funcionalizar oxido de grafito con análogos y derivados de o-fenilendiamina previamente sintetizados además de servir como precursores para la obtención de bencimidazoles disubstituidos. La síntesis de derivados de o-fenilendiamina partió de o-nitroanilina y o-fenilendiamina con 2-cloropiridina y 2-cloropirimidina respectivamente. Las reacciones fueron efectuadas de manera convencional y asistida por horno de microondas, la caracterización de los productos se realizó por Resonancia Magnética Nuclear de 1H, 13C en equipo BRUKER de 400MHz con DMSOd6 como disolvente y espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier los cuales se realizaron en estado sólido en un equipo BRUKER FT-IR ALPHA en el modo de Reflectancia total atenuada. (ATR). Previo a la funcionalizacion el grafito fue oxidado por el Método de Hummers modificado tratándolo con KMnO4 y H2SO4, y posteriormente con H2O2. La funcionalizacion se realizó por ultrasonido con una dispersión de óxido de grafito en agua desionizada, posteriormente se adicionaron los compuestos orgánicos diluidos con etanol en presencia de ácido polifosforico como catalizador y la suspensión fue calentada por 24hrs. Se caracterizaron los materiales por las técnicas de Difracción de Rayos X, Análisis termogravimétrico, espectroscopia de Infrarrojo por transformada de Fourier, Raman y Microscopia Electrónica de Barrido con espectroscopia de energía dispersiva. Finalmente, se evaluó el rendimiento electroquímico de los materiales funcionalizados no reducidos utilizando la técnica de Voltamperometría Cíclica. Se impregno oxido de grafito con nafión en un electrodo de carbón vítreo utilizado como electrodo de trabajo, un alambre de platino como electrodo auxiliar y uno de plata como electrodo de referencia en una solución acuosa 1M de H2SO4 como electrolito. Los resultados de los óxidos de grafito funcionalizados indican valores de capacitancia especifica hasta ciento cincuenta veces mayores en comparación con el óxido de grafito no funcionalizado.
- Estudio de la oxidación de metanol sobre catalizadores Au@ Ptx núcleo-envolvente utilizando espectroscopia de impedancia electroquímica(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) ROQUE DE LA O, NOEMIEl acelerado consumo de los combustibles fósiles así como su impacto ambiental, ha llevado a buscar formas alternativas de energía tal es el caso de las celdas de combustible que presentan eficiencias de hasta el 60% y además son amigables con el medio ambiente. De particular interés las de metanol directo (DMFC), ya que el metanol es fácil de manejar transportar y es económicamente viable; sin embargo presentan algunos inconvenientes que limitan su aplicación: la reacción de oxidación de metanol (MOR) presenta una cinética lenta, por ello se emplea patino (Pt) como catalizador el inconveniente del Pt es su elevado costo y su susceptibilidad al envenenamiento por CO, uno de los intermediarios de reacción. En este trabajo se evalúa la actividad catalítica de nanopartículas (NPs) de Pt y del tipo core-shell, núcleo de oro y envolvente variable de platino soportados en carbón Vulcan XC-72R para la MOR. Para la caracterización física se empleó espectroscopia Ultravioleta-Visible (Uv-Vis), Difracción de Rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido-transmisión (STEM), se encontró que las NPs presentan estructura cristalina, forma cuasi-esférica, con una dispersión de tamaño uniforme. A través Voltamperometria Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA) se encontró que el catalizador Au@Pt1/C presenta el mejor comportamiento para la MOR. Debido a que la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) permite separar distintas contribuciones electroquímicas que ocurren durante la MOR, y a través del ajuste de los espectros mediante circuitos equivalentes (utilizados para modelar la respuesta de impedancia) se obtuvieron parámetros como: Rtc, R1 y R2, asociadas a las resistencias de distintos procesos, en donde la respuesta de cada una de éstas se ve influenciada por el tipo de catalizador, así como del potencial aplicado.
- Estudio electroquímico de inhibidores de la corrosión para el acero API 5L X52 inmerso en medio ácido bajo diferentes condiciones funcionales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) ROSAS CARBALLAR, OLIVIASe evaluó la eficiencia de inhibición (IE) de la corrosión del acero API (American Petroleum Institute) 5L X52 inmerso en medio acuoso a 0.5M de HCl debida a la presencia de un nuevo inhibidor, como es el compuesto heterocíclico 2ClFC6 que contiene 2 átomos de cloro en el fenilo en posición C6, el cual mostró eficiencia, pero no la óptima para ser estudiada. También se evaluó la eficiencia de inhibición (IE) del inhibidor de la corrosión 2-Mercaptoimidazol (2MI) obteniendo una eficiencia de inhibición óptima en concentración de 100ppm, en el sistema API 5L X52 / 1M HCl y en el sistema API 5L X52 / 1M H2SO4 alcanzando una IE del 80% y 91% respectivamente, los resultados mostraron que el tipo de adsorción del 2MI al acero API 5L X52 es por afinidad por el tipo de ajuste con la isoterma de Langmuir. El compuesto 2MI se estudió bajo diferentes temperaturas, que van desde la temperatura ambiente hasta los 60°C, así como el comportamiento del inhibidor frente a un flujo laminar, decreciendo la IE de hasta un 69.8% y 85.9% respectivamente. Posteriormente se estudió el comportamiento de flujo turbulento usando parámetros que van desde 100 Rpm hasta 1000 Rpm a su óptima temperatura y concentración, los resultados arrojaron una tendencia similar en el %IE tanto en 1M H2SO4 y 1M HCl, obteniendo una óptima eficiencia del 95.1% y 85.1% de IE a 1000 Rpm. La técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) fue utilizada para la evaluación de la IE. Como caracterización superficial se utilizó el Microscopio Electrónico de Barrido SEM (Scanning Electron Microscopy) en el que se aprecian una gran diferencia en los sistemas del blanco y en presencia del inhibidor. Los resultados de la Espectroscopia de Fotoelectrones emitidos por Rayos X (XPS) muestran la molécula 2MI actuando como inhibidor de la corrosión de Fe metálico en medio acido en formas tautomericas, esto sugiere que el 2MI es adsorbido directamente en el Fe metálico.
- Influencia del potencial, concentración y pH en el fosfatizado electroquímico y su capacidad como inhibidor de la corrosión de un acero AISI SAE 1018(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) ALVARADO GARCIA, MIGUEL ANGELSe llevó a cabo un estudio del proceso de fosfatizado electroquímico de acero AISI SAE 1018, mediante las técnicas electroquímicas de voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA). Los estudios se realizaron en una disolución acuosa de H3PO4 concentrado a temperatura ambiente. El análisis de los transitorios potenciostáticos de corriente relacionados con la formación de la película de FePO4 a diferentes potenciales aplicados, se efectuó mediante ajustes no lineales a los datos experimentales, empleando modelos de nucleación y crecimiento descritos por Palomar-Pardavé y col. (J. Solid State Electrochem. 17 (2013) 459-466), esto, permitió obtener información para describir los mecanismos de nucleación y crecimiento de la película de fosfatizado formada. Se determinó que la respuesta cronoamperométrica corresponde a una suma de 4 contribuciones, relacionadas con la adsorción de iones fosfato, disolución de Fe, crecimiento 2D de una película conductora de FePO4(s) y el crecimiento 3D de esta misma película con características menos conductoras. Esto permitió el cálculo de la densidad de carga relacionada con cada contribución. Se evaluó la corrosión de un acero al carbono en un medio de ácido Sulfúrico 1M mediante la técnica de Resistencia a la polarización, encontrando que la velocidad a la corrosión y la morfología de la película formada dependen del potencial aplicado. Posteriormente de acuerdo al diagrama de predominio de especies y los diagramas de Pourbaix, se realizaron estudios del proceso de fosfatizado electroquímico para el mismo acero, mediante técnicas electroquímicas de voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA). Los estudios se realizaron en una disolución acuosa de H3PO4 3.05 M, pH=4, a temperatura ambiente. Para el análisis de los transitorios potenciostáticos de corriente relacionados con la formación de la película de FePO4 se hicieron variaciones a diferentes potenciales, observando que existe la formación directa de la película de FePO4 sin pasar por otras especies.
- Efectos de las interacciones superficiales, la temperatura, la convección y la naturaleza del disolvente en los procesos de electrodeposición de metales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) Botello, Luis EnriqueLa electrodeposición de metales ha sido de vital importancia en diferentes industrias a nivel mundial, pero en décadas recientes ha sido la base de industrias de alta tecnología como la de fabricación de circuitos integrados y la de recubrimientos metálicos avanzados. Pese a haber sido utilizada durante siglos, el avance científico sobre los mecanismos mediante los que ocurre ha sido relativamente lento comparado al avance de sus aplicaciones debido a la dificultad de estudiar los procesos que ocurren a escalas atómicas sobre las superficies de los sustratos utilizados y también en el entorno de las mismas. En este trabajo se consideraron algunos de los aspectos principales involucrados en la línea de investigación de la electrodeposición de metales como la temperatura del sistema en que ocurre la reacción, la naturaleza prótica o aprótica del disolvente, el nivel de ordenamiento de la superficie, la presencia de reacciones secundarias y la presencia o ausencia de condiciones convectivas en el transporte de materia en solución. Por lo que el objetivo de este trabajo es estudiar el efecto de la estructura y energía superficial del sustrato sobre los procesos de nucleación y crecimiento de metales en solventes próticos y apróticos, mediante el uso de modelos establecidos y modelos propuestos en este trabajo, que describan los mecanismos correspondientes a cada sistema y comparando las predicciones de los modelos con resultados físicos obtenidos mediante técnicas independientes.
- Síntesis sol-gel de películas de LuVO4:EU3+, Bi3+ y caracterización de sus propiedades luminiscentes(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) MARTINEZ FALCON, PAULINAEn el presente trabajo se reporta el desarrollo de un nuevo material que es parte de la creciente investigación de los materiales luminiscentes. Durante el desarrollo del proyecto, se realizó un procedimiento experimental diseñado para sintetizar y caracterizar morfológicamente y estructuralmente películas obtenidas de vanadato de lutecio, así como la evolución química y sus propiedades fotoluminiscentes, las cuales fueron activadas con europio, sensibilizadas a través de bismuto y depositadas como películas mediante la metodología Sol-gel y la técnica por inmersión.
- Obtención de materiales compósitos base mullita, reforzados con partículas de plata(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) ARELLANO MORA, SANTIAGOLa mullita es un alumino-silicato que se emplea en aplicaciones refractarias tradicionales, presenta elevado punto de fusión (1850°C), excelente resistencia a la fluencia y buena estabilidad química; la mullita al ser reforzada con partículas de plata, que son dúctiles y tenaces, mejora su comportamiento físico y mecánico. Los materiales compósitos base mullita fueron obtenidos por técnicas de polvos en composiciones que van del 0.5, 1, 2 y 3 % en peso de Ag y un testigo para comparación. Estos compósitos fueron sinterizados a 1400, 1500 y 1600°C a diferentes tiempos, encontrando que las mejores condiciones de tiempo, temperatura y concentración de partículas de plata fueron a 3h, 1600°C y 3% en peso de Ag respectivamente; considerando que este compósito presenta los mayores valores de: porcentaje de contracción, densidad, dureza y tenacidad a la fractura, al mismo tiempo que exhibe el menor porcentaje de porosidad abierta. Por otra parte la microestructura observada por microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido presenta una matriz de mullita homogénea con partículas de plata como una segunda fase bien dispersas en la matriz, situación que fue comprobada por análisis de espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Así mismo, la fase mullita conservo su estructura, lo cual fue corroborado por difracción de rayos-X.
- Influencia de los soportes en la actividad catalítica de nanopartículas de Pd y Au-Pd corazón-envolvente en la electrooxidación del metanol(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) HERRERA TORIBIO, REY DAVIDEn el presente trabajo, catalizadores de Pd (20% en peso de carga de metal) fueron sintetizados y soportados en carbón Vulcan XC72R (C), polvo de diamante (DP, Diamond Powder) y óxido de titanio (TiO2). Los catalizadores de Pd/C, Pd/DP y Pd/TiO2 fueron evaluados para la reacción de oxidación de metanol (MOR, Methanol Oxidation Reaction) en medio alcalino. También, las nanopartículas (NPs) de oro (Au) paladio (Pd) con estructura corazón envolvente (CE) fueron sintetizados por el método coloidal y soportadas en carbón Vulcan XC72R, nanotubos de carbón oxidados y sin oxidar (NTCO, NTC), nanofibras de carbón oxidados y sin oxidar (NFCO y NFC). Los resultados mostraron que el soporte tiene una influencia importante en la actividad electrocatalítica para el MOR. Pd/DP y Pd/TiO2 muestran las actividades catalíticas más elevadas con las densidades de corriente anódica (ja) en estado estacionario de 0.26 y 0.17 mA cm-2, respectivamente. Por otro lado, los catalizadores de Au-Pd CE soportado en carbón Vulcan XC72R (AuPd/C) y NFC (AuPd/NFC) presentaron una ja de 0.38 y 0.31 mAcm-2, respectivamente.
- Caracterización estructural y óptica de nanotubos de carbón funcionalizados con Ni y Ag(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-03) CRUZ CASTRO, LUCILAEn la presente investigación, se estudiaron las propiedades de los nanotubos de carbono multipared (NTCMP) funcionalizados con nanopartículas (NPs) mono y bimetálicas de níquel y plata en diferentes concentraciones relativas (Ni: Ag, 1:1, 9:1, 1:3, 3:1). La oxidación de los NTCMP fue mediante un tratamiento ácido con ácido nítrico (HNO3) con una pureza del 70 %. Este trabajo se centró en la funcionalización a partir de impregnación química y de la reducción de las sales metálicas; este método fue preferido debido a que las NPs logran un reacomodo uniforme sobre los NTCMP. En años recientes, se ha comprobado que la adición de NPs metálicas a NTCMP presentan características superiores comparado con el uso aislado por una parte de NTCMP o NPs, distintos grupos alrededor del mundo han encontrado nuevas y mejores propiedades electrónicas, magnéticas, mecánicas y ópticas. La caracterización estructural y óptica de las muestras se realizó mediante las siguientes técnicas: Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), Microscopia Electrónica de Transmisión de Alta Resolución (MET), Difracción de rayos X (DRX), Espectroscopia Raman (Raman), Espectroscopia UV-Visible (UV-Vis) e infrarrojo (IR). De acuerdo con lo anterior, la presente investigación tiene como propósito contribuir al conocimiento de las características superficiales de los diferentes materiales que se sintetizan y se aplican en el análisis de las propiedades para definir distintas aplicaciones a futuro.
- Efectos energéticos y electrónicos de los estados magnéticos de la superficie a-Fe2O3 (0001) en la adsorción de Au8(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-03-06) MONTOYA MORENO, ARNULFOEn este trabajo se estudió teóricamente el efecto energético y electrónico de los electrones desapareados de la superficie más estable de la hematita, a-Fe2O3 (0001), en la adsorción del cúmulo Au8 usando la teoría de funcionales de la densidad (DFT, por sus siglas en inglés). Estos electrones desapareados modifican el momento magnético (m), por lo tanto, se determinó la variación de la energía total para los diferentes estados magnéticos de la superficie. Se realizaron cálculos de espín polarizado considerando la magnetización generada por los electrones desapareados de Fe de la superficie de a-Fe2O3 (0001). La a-Fe2O3, es un material abundante y de bajo costo, además de que no representa un peligro para el medio ambiente pues no es tóxico. La eliminación de CO de las emisiones de los automóviles durante el arranque del motor se dificulta porque el convertidor catalítico sólo es eficiente hasta que se alcanza una temperatura entre 250 a 350 °C, sin embargo, los cúmulos de Au son activos catalíticamente a 0 ºC. Particularmente se sabe que el cúmulo de Au8 es el cúmulo más pequeño que presenta actividad catalítica en la oxidación de CO, por lo cual el sistema Au/a-Fe2O3 es utilizado para tal fin. Además de la actividad catalítica del cúmulo, se sabe que la interfase del sistema proporciona sitios activos para la oxidación de CO, aunque no se tiene conocimiento preciso acerca de los momentos magnéticos (m) del Fe en la a-Fe2O3 (0001). Los métodos utilizados en química cuántica constituyen una herramienta que complementa la información experimental, entre estos la Teoría de Funcionales de la Densidad permite conocer detalladamente los momentos magnéticos del Fe y la estructura electrónica de la a-Fe2O3 (0001).
- Incorporación de nanotubos de carbono en estructuras metal-orgánicas para el almacenamiento de hidrógeno(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-03-24) CASTAÑEDA RAMIREZ, ALDO ARTURO EDUARDOEn nuestros días el almacenamiento de hidrógeno sigue siendo una limitante para aprovechar todo el potencial que tiene este recurso en producir energía limpia, en respuesta a ello, esta investigación se enfoca en la utilización de los nanotubos de carbono y las estructuras metal-orgánicas como alternativas, ya que ambos presentan excelentes capacidades de adsorción de hidrógeno. En esta tesis se propuso aprovechar dos de los materiales más prometedores tecnológicamente en la adsorción física de hidrógeno; los nanotubos de carbono y las estructuras metal-orgánicas, creando un material híbrido que logre acercarse a los requerimientos del Departamento de Energía de los Estados Unidos para su aplicación. Para lograrlo se sintetizaron por la vía solvotermal materiales compósitos basados en nanotubos de carbono incorporados in situ en MOFs(FeBTC, HKUST-1, y MOF-177). Este trabajo logró avances muy importantes en cuanto a la modificación de las MOFs mejorando sus propiedades texturales y morfológicas del material y así promover su aplicación tanto en procesos de adsorción como en otros campos de aplicación. En este proyecto de investigación se obtuvieron resultados muy interesantes en cuanto a las capacidades de adsorción de hidrógeno siendo 27.4 % mayores a los reportados en la literatura para la HKUST-1 y 54% para la MOF-177, también se logró observar mediante estudios de adsorción como el calor isostérico de adsorción aumenta cuando se le incorporan los nanotubos a las MOF, demostrando que la incorporación de estas nanoespecies crean nuevos sitios de mejor interacción. Además, la incorporación de estas nanoestructuras de carbono en todas las MOFs logró aumentar su estabilidad térmica hasta en 100°C para la FeBTC, lo cual abre una posibilidad para su utilización en otros campos como la catálisis y otras aplicaciones donde la estabilidad del material lo limitaba. Intentar explicar los resulados a nivel microscópico nos llevo a estudiar el comportamiento de una MOF (HKUST-1) mediante estudios teóricos de DFT en VASP, esto con el objetivo de entender como interactúan las moléculas del gas con las MOF y la posibilidad de que los NTC´s interactúen con está. Parte de la información obtenida de los estudios teóricos logró corroborar lo obtenido de los estudios de la adsorción de hidrógeno a presiones moderadas, utilizando el sistema de espectroscopia Raman in situ mediante el uso de una celda construida en nuestro laboratorio.
- Obtención de vainillina a partir de biomasa de maíz con óxidos mixtos como catalizadores sólidos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-04) Yépez Guerra, RebecaSe presenta la síntesis de óxidos mixtos de cobre y cobalto derivados de hidrotalcitas que se prepararon por el método de coprecipitación a partir de las sales de magnesio, aluminio, cobre y cobalto; las hidrotalcitas obtenidas se calcinaron para formar los óxidos mixtos, los cuales se evaluaron en la reacción de oxidación del ácido ferúlico, ácido 3-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-2-propenoico, obtenido de aldrich, para la obtención de vainillina. El HKUST-1 (Hong Kong University of Science and Technology), un catalizador metal-orgánico, también se evaluó como otra alternativa en la síntesis de vainillina. El ácido ferúlico se extrajo del nejayote de maíz (biomasa) líquido que contiene moléculas fenólicas y lignocelulosicas importantes para producir moléculas como la vainillina. Los materiales obtenidos fueron analizados por diferentes técnicas fisicoquímicas. Mediante la difracción de rayos-X se identificaron las fases de los diferentes materiales sintetizados. Por medio de la adsorción/desorción de N2 se determinó el área superficial específica y la porosidad de los materiales. Por la técnica de FTIR, se determinaron las señales de las vibraciones características de estos materiales. Los materiales se evaluaron como catalizadores en la reacción de oxidación del ácido ferúlico para la obtención de vainillina. Se estudiaron las condiciones de reacción modificando: el disolvente, la temperatura y la cantidad de catalizador. Las reacciones se monitorearon mediante cromatografía de placa fina (TLC). Los productos obtenidos se identificaron por Resonancia Magnética Nuclear de 1H y 13 C y cromatografía de gases. Con las condiciones de reacción en que se obtuvo mayor conversión a vainillina se evaluaron los catalizadores en la oxidación de ácido ferúlico extraído de nejayote.
- Estudio de esfuerzos mecánicos en materiales oftálmicos mediante fotoelasticidad(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-04-06) GARRIDO TORTA, EDUARDO ALFREDOEl siguiente trabajo muestra la obtención de la distribución de esfuerzos presentes en polímeros oftálmicos de CR39 mediante el análisis fotoelástico. Dentro de las actividades realizadas se encuentra la simulación mecánica y óptica de la distribución de esfuerzos en disco plano sometido a compresión diametral. También es posible encontrar el análisis cualitativo de esfuerzos empleando el método de elemento finito (FEM). La simulación óptica de los componentes de los polarizadores reproduce el comportamiento de los algoritmos comúnmente utilizados dentro del análisis fotoelástico. Estos algoritmos son el de 3 pasos o de Sarma, de 5 pasos o de Dupré, de 6 pasos o de Patterson y el de 10 pasos o Ramji. La información experimental se obtiene a través del uso de un polariscopio lineal y un polariscopio circular implementando los mismos pasos desarrollados en la etapa de la simulación óptica. El procesamiento de la información permite la obtención de las fases isóclinas e isocromáticas, esenciales para determinar el retardo de la muestra y con ello la constante de franjas. La obtención de esta fase genera la información necesaria para aplicar la ley de esfuerzo óptico, permitiendo así la obtención de la distribución de esfuerzos dentro de cada lente.
- Electronucleación de nanopartículas Fe-Co a partir del disolvente eutéctico profundo formado por cloruro de colina y urea(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) MUÑOZ RIZO, RICARDO DANIELEn este proyecto de investigación se sintetizaron nanoparticulas (NPs) hierro (Fe)-cobalto (Co) en una configuración corazón-envolvente (CE) mediante reacciones electroquímicas a partir de sus iones disueltos en el disolvente eutéctico profundo (DES) formado por la mezcla de cloruro de colina (C5H14NClO) y urea (CON2H4) (DES-CU). Para dicha síntesis primero se llevó a cabo la nucleación electroquímica de Fe sobre la superficie de un electrodo de carbón vítreo (CV) inmerso en una disolución de Fe(III) en el DES-CU mediante el método potenciostático y posteriormente el electrodo de CV modificado con la NPs de Fe(0) (CV/Fe(s)) se sumergió en una disolución de los iones Co(II) en el DES-CU para llevar a cabo su electrodepósito y formar el electrodo CV/Fe(s)/Co(s) donde el cobalto se depositó preferentemente sobre las NPs de Fe formando estructuras CE. Los sistemas: 1) CV/Fe(III), DES-CU 2) CV/Co(II), DES-CU y 3) CV/ Fe(s)/Co(II), DES-CU se caracterizaron mediante las técnicas de voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA), particularmente los transitorios potenciostáticos obtenidos mediante la técnica CA fueron utilizados para describir el mecanismo y la cinética de nucleación de las NPs. Por último, se caracterizaron las superficies de los diferentes sistemas mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía raman dispersivo (ERD) para evaluar la morfología y la composición de las especies presentes.
- Síntesis de hidrotalcitas calcinadas Cu/Al y su evaluación catalítica en la obtención de Triazol- Dihidropirimidinonas (T-DHPM)(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) LOPEZ ALVAREZ, ITZEL GUADALUPESe sintetizaron materiales tipo hidrotalcita de cobre y aluminio con relaciones molares Cu:Al 1:1 y 3:1, las hidrotalcitas fueron sometidas a tratamiento térmico para obtener la hidrotalcita calcinada (correspondiente al óxido mixto CuAl(O). La hidrotalcita seca y calcinada fue caracterizada por las técnicas de difracción de rayos X, análisis térmico gravimétrico, microscopia electrónica de barrido, espectroscopía de rayos X característicos, adsorción de nitrógeno y espectroscopia de infrarrojo. La hidrotalcita seca y calcinada, se utilizó como catalizador heterogéneo en la obtención de compuestos orgánicos del tipo Triazol-Dihidropirimidinona (T-DHPM); dichos compuestos se obtuvieron siguiendo una metodología de tres pasos: (i) se llevó a cabo una reacción de propargilación del producto comercial p-hidroxibenzaldehido; (ii) después el producto propargilado se hizo reaccionar con acetoacetato de etilo y urea en una reacción de tres componentes (Reacción multicomponentes, MCR) tipo Biginelli obteniendo la dihidropirimidinona correspondiente; (iii) por último la dihidropirimidinona se hizo reaccionar con azida de sodio y haluros de bencilo (Reacción MCR de tres componentes tipo CuAAC) promovida por la hidrotalcita, en presencia de ascorbato de sodio, como agente reductor, para finalmente obtener los compuestos Triazol- Dihidropirimidinona. Los compuestos orgánicos T-DHPM fueron identificados por espectroscopia de infrarrojo, resonancia magnética nuclear de 1H y 13C; y espectroscopia de masas de alta resolución. Se evaluaron los compuestos orgánicos T-DHPM como inhibidores de corrosión del acero PI 5L X70 inmerso en una solución de HCl 1M, utilizando la técnica de Espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) obteniendo valores de eficiencia de inhibición de 90% a una concentración de 50 ppm de los Triazole-Dihidropirrimidinonas.
- Fonones ab initio para el cálculo de la conductividad térmica en TiO2(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07-27) BALLESTEROS OLVERA, MIRIAMEn este proyecto de investigación se determinó la conductividad térmica del TiO2 en fase anatasa y rutilo, en función de las vibraciones de la red (fonones) a través de una ecuación tipo Klemens-Callaway y la ecuación de Boltzmann. Los modelos correspondientes utilizan la celda unitaria convencional característica de cada fase. Consiste de dos superceldas, una de 3×3×1 que contiene 108 átomos y otra de 2×2×2 con 48 átomos, para la anatasa y el rutilo, respectivamente. La optimización energética, se realizó empleando la aproximación de densidad local (LDA, por sus siglas en inglés), y el modelo del proyector de onda aumentada (PAW, por sus siglas en inglés). Las vibraciones de la red se obtuvieron mediante la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT, por sus siglas en inglés), empleando la aproximación de fonón congelado, también conocida como aproximación de supercelda, además de la aproximación de repuesta lineal. Debido a que los materiales semiconductores constituyen un reto para los métodos de estructura electrónica, en este protocolo se pondrá énfasis en el nivel de teoría empleado (funcional de intercambio-correlación y funciones de base), así como en la validación de la dispersión fonónica a través de dos métodos de cálculo: la aproximación de supercelda y la respuesta lineal de la densidad electrónica. La contribución principal de este trabajo de maestría es el establecimiento de la relación explícita entre la conductividad térmica y las vibraciones de la red del dióxido de titanio calculadas mediante la DFT.