División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Evaluación electroquímica para la oxidación de ácido fórmico catalizada por nanopartículas paladio y paladioplata soportadas en polipirrol obtenidas a partir de un disolvente eutéctico profundo(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-02) Ávalos Huarte, EmmanuelEl objetivo general de esta investigación es evaluar la cinética de nucleación y crecimiento de las NP's de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy, obtenidas a partir de sus iones contenidos en los disolventes eutécticos profundos Reline y Ethaline y su actividad másica para la reacción de oxidación de ácido fórmico con el propósito de proponer un electrocatalizador con futuras aplicaciones como sostenible, económico, eficiente y duradero sintetizado por medios electroquímicos para la construcción de una DFAFC. Los objetivos específicos del trabajo son los siguientes: 1) Analizar los modelos de nucleación y crecimiento electroquímico reportados en la literatura para la formación de nuevas fases (cúmulos metálicos o polímeros conductores) para describir la cinética de los electrodepósitos. 2) Producir la electrosíntesis de PPy en Reline por medio de técnicas electroquímicas: CV y CA sobre un electrodo de carbono vítreo usando DES para su posterior uso como soporte. 3) Identificar parámetros de la electrodeposición de las NP's de Pd y Pd-Ag obtenidas en Reline y Ethaline sobre un electrodo de carbono vítreo en función del potencial impuesto y tiempo. 4. Evaluar la síntesis electroquímica de NPs de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy en Reline por medio de CA variando el potencial aplicado y tiempo en ácido fórmico. 5) Analizar los electrodepósitos de NP's Pd y Pd-Ag soportadas en PPy a través de técnicas SEM-EDX, XRD, XPS y RAMAN para obtener información sobre sus propiedades. 6. Evaluar la actividad electrocatalítica de las NP's de Pd y Pd-Ag soportadas en PPy en medio ácido empleado la actividad másica obtenida para la ROAF. 7) Evaluar las variaciones en las características morfológicas, eléctricas y electrocatalíticas del PPy y NP's bajo Convección Forzada en DES para la ROAF.
- Modulación de la banda prohibida y de la termoestabilidad en los materiales HKUST-1 y MOF-74 a través de la infiltración de moléculas orgánicas en los poros y sitios metálicos de los materiales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2026-02) Alfonso Herrera, Luis ÁngelEsta investigación se centra en el estudio de la infiltración molecular en polímeros de coordinación en redes metal-orgánicas (Metal-Organic Frameworks, MOFs) del tipo HKUST-1 y MOF-74(Cu). A través de la interacción entre una matriz, que en este caso es la MOF, con una molécula huésped, para generar nuevos materiales compósitos de tipo huésped@MOF. Las moléculas huésped seleccionadas fueron: solventes residuales de la metodología de síntesis (agua/DMF), quercetina, curcumina, antraquinonas (quinizarina, antrarufina, alizarina) y ácido piren borónico. La infiltración de moléculas fue propuesta para ser realizada a través de dos vías: síntesis one-pot e infiltración post-síntesis. No obstante, dado la mayor eficiencia del proceso one-pot, este enfoque fue estudiado en mayor profundidad. Se determinó la banda prohibida de los compósitos mediante espectroscopía UV-Vis en estado sólido, empleando para ello los gráficos de Tauc. Dado que, en estudios preliminares de infiltración de quercetina, HKUST-1 presentó una mayor modulación de la banda prohibida, se decidió explorar la infiltración del resto de las moléculas propuestas únicamente en este material. Notablemente, muchos de estos compósitos presentaron una modulación de la banda prohibida superior a 2 eV, lo cual es sobresaliente incluso al comparar estos resultados con los generados dentro de la bibliografía más reciente. En conclusión, la estrategia propuesta de modulación de la banda prohibida fue desarrollada de manera exitosa, obteniéndose materiales sobresalientes entre los reportados en la bibliografía científica más reciente. Se profundizó en el desarrollo de correlaciones estructura-propiedad para explicar los resultados obtenidos, permitiendo el desarrollo de estrategias eficaces para la creación de materiales huésped@MOF con banda prohibida modulable. Además, se evaluaron los materiales en aplicaciones prácticas, aumentando la comprensión del comportamiento de sistemas tipo huésped@MOF, tanto sus beneficios, como retos a superar en futuros trabajos.
- Superconductividad y fluctuaciones de espín en PdₓHᵧ(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025) Rivera Velázquez, JoaquínEn la búsqueda de mecanismos complementarios o alternativos a la interacción electrón-fonón, se ha considerado que las fluctuaciones de espín (magnones) pueden actuar como el bosón intermedio que origina el fenómeno superconductor. Esto se fundamenta debido a su influencia en la dinámica de espines de sistemas con fases magnéticas y su energía, que es del mismo orden de magnitud para formar pares de Cooper. Sin embargo, debido a su naturaleza y el tipo de material donde surgen, pueden beneficiar o destruir la superconductividad. Los magnones se manifiestan como excitaciones colectivas de los espines de electrones, principalmente en orbitales tipo d; en consecuencia, tienen una fuerte relación con el carácter magnético del material, específicamente la susceptibilidad magnética (χ). Nuestro estudio tiene como principal objetivo contribuir a la comprensión de la termodinámica superconductora de materiales como el paladio (Pd) e hidruros de paladio (PdₓHᵧ), con x ≤ 3, y y = 1,2,3. Los resultados muestran que la absorción del hidrógeno en el Pd, crea un enlace con el metal estable, favoreciendo el acoplamiento electrón-fonón (λep). Por su parte, los sistemas PdₓHᵧ disminuyen su susceptibilidad χ con respecto al paladio; en consecuencia, se presenta una disminución en el acoplamiento electrón-magnón (λem), favoreciendo la manifestación del fenómeno superconductor. Nuestra investigación incluye y analiza algunos elementos de los metales de transición, en su mayoría elementos superconductores, e isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) en el compuesto PdH, con la finalidad de darle fortaleza a nuestra hipótesis. Dentro de nuestras contribuciones, se determinó una relación para el cálculo del acoplamiento λem en términos de la susceptibilidad χ; adicionalmente, formulamos una nueva relación para el pseudopotencial de Coulomb (μ∗N) al incluir a la frecuencia característica (ωln) en la ecuación del pseudopotencial tradicional (μ∗) derivado de las ecuaciones de Eliashberg. Con estas consideraciones, obtenemos temperaturas criticas muy cercanas a las experimentales en elementos superconductores estudiados y sistemas PdH y PdD. Finalmente, con nuestra propuesta obtenemos una posible solución al problema del coeficiente isotópico anómalo superconductor entre PdH y PdD, el cual no ha podido ser explicado de forma clara. El proyecto se realizó en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) implementado en los códigos de cálculo WIEN2k y Elk. Para el cálculo de la temperatura critica (Tc), se considera la ecuación de McMillan- Allen-Dynes modificada por Mazin-Papaconstantopoulos-Mehl que incorpora el efecto de las fluctuaciones de espín a la teoría de Eliashberg.
- Efecto de los parámetros del proceso de soldadura en estado sólido (Friction stir welding) sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de aleaciones base Cu(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-07-31) Flores Sánchez, DanielEn el presente trabajo se realizó la fabricación de una aleación Cu-9Al-3Ag de forma sencilla mediante un proceso de moldeo en verde. Después del dimensionamiento y corte longitudinal, las muestras fueron sometidas a tratamientos térmicos de temple, normalización y recocido, para ejercer transformaciones de fase que, a su vez, ayudarían a esclarecer la influencia de las fases presentes en las propiedades mecánicas, como la dureza, así como el comportamiento ante un medio corrosivo comúnmente conocido como salmuera (NaCl). Los resultados obtenidos revelan un aumento de la dureza (evaluada a través de HRB) y (microdureza HV) en la muestra templada y recocida, así como una mejor resistencia a la corrosión. La caracterización se realizó mediante microscopía óptica, Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS), ensayos de polarización potenciodinámica y espectroscopía de impedancia electroquímica. Por último, las muestras de la aleación fabricada fueron sometidas a un proceso de soldadura por fricción agitación empleando velocidades de rotación de 2000 rpm y velocidad de avance de 1 mm·min-1. Una vez obtenidos los cordones, estos se sometieron a ensayos de tensión para determinar su resistencia a dicha prueba.
- Comportamiento dinámico de partículas catalíticas autopropulsadas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025) Gálvez Martínez, ErickDurante los últimos años se ha visto un desarrollo notable en el estudio de los coloides activos, es decir, auotimpulsados debido a su capacidad de transformar la energía disponible de su entorno en movimiento autónomo, lo cual ha traído nuevas oportunidades de investigación en campos como la materia blanda y nuevos materiales. Estos sistemas, también llamados micromotores, cuentan con un alto potencial para aplicaciones en el transporte de medicamentos, la eliminación de contaminantes del agua, entre muchas otras aplicaciones. Para producir movimiento, es necesario romper la simetría de los coloides activos. El ejemplo más sencillo de partículas con anisotropía son las partículas “Janus”. La cobertura parcial que poseen permite la combinación de propiedades físicas y químicas diferentes en la misma partícula. La mayoría de los métodos de fabricación siguen siendo los convencionales, en los cuales, para lograr la asimetría, uno de los hemisferios es recubierto con una capa metálica delgada. Sin embargo, estos procesos tienden a producir cantidades muy pequeñas de partículas por lote, típicamente solo unos pocos miligramos, lo que restringe su escalabilidad. Un enfoque más escalable es la deposición de nanopartículas metálicas en uno de los hemisferios, lo cual duplica la cantidad de partículas fabricadas por lote con respecto a los métodos convencionales. Con el objetivo de desarrollar un método de síntesis que permita obtener una gran cantidad de partículas, en este trabajo se reporta la fabricación de partículas Janus activas recubiertas con nanopartículas de platino, cuya superficie favorece la descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, brindándole así autopropulsión a la partícula. Se prestó especial atención a la optimización de la síntesis de las nanopartículas para lograr una buena deposición sobre las partículas Janus. Una vez obtenidas, se estudió su dinámica a diferentes concentraciones de peróxido de hidrógeno.
- Desarrollo y miniaturización de un sensor electroquímico para la determinación de hidrocortisona(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-11) Ramos-Reyes, Giovanni ManuelLa hidrocortisona, HC, es la hormona responsable de la modulación de los sistemas nervioso, inmune y metabólico, su producción depende del adecuado funcionamiento de diversas glándulas y su exceso o deficiencia promueve diversos padecimientos como hipertensión, obesidad, osteoporosis, depresión, entre muchos otros, por lo que es necesario crear métodos que permitan efectuar su determinación de manera rápida y confiable en tratamientos o diagnósticos. Es por ello, que en este trabajo se plantea efectuar su cuantificación mediante espectrofotometría UV-Vis y electroquímica, empleando para ésta última una celda electroquímica miniaturizada, diseñada, construida y funcional para tal fin. El primer capítulo de esta tesis detalla la problemática de la hidrocortisona, repercusiones de su exceso o deficiencia en la salud, así como formas actuales para efectuar un análisis cualitativo, mientras que, los antecedentes de la cuantificación de la HC que abarcan diversas metodologías, el trabajo de respaldo con el que cuenta el grupo de trabajo, así como los objetivos para hacer este proyecto de investigación se presentan en el Capítulo 2. El tercer título está enfocado en el estudio espectrofotométrico de la HC, su estabilidad química, constantes de acidez y su mecanismo de desprotonación, mientras que, siguiendo esta línea, el cuarto presenta un estudio espectrofotométrico orientado hacia la evaluación de la interacción de la HC con la β-ciclodextrina y el Dodecil Sulfato de Sodio, así como la estimación teórica de la factibilidad de la formación del complejo con el oligosacárido. El Capítulo 5, se adentra en la caracterización electroquímica de la señal de reducción de la HC en Electrodos de Pasta de Carbono, EPC, la determinación de sus parámetros electroquímicos y el mecanismo que gobierna este proceso; seguido en el sexto por la evaluación de modificaciones superficiales del EPC con óxido de grafeno, y poli-β-ciclodextrina. El Capítulo 7, introduce métodos espectrofotométricos y electroquímicos para la determinación del corticoide, resaltando los parámetros analíticos alcanzados. El octavo capítulo, se interna en el diseño, modelado y fabricación de la celda electroquímica miniaturizada, así como su desempeño, mientras que, finalmente, el noveno título se centra en la cuantificación de HC en muestras farmacéuticas.
- Electrosíntesis de polímeros conductores utilizando disolventes eutécticos profundos y su aplicación en la electrocatálisis de moléculas orgánicas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-12) Godoy Colín, EstefaniaEn este trabajo se modificó la superficie de un electrodo de carbón vítreo (GCE) mediante la electropolimerización del 3,4 etilendioxinofeno (EDOT) para formar PEDOT o de la molécula 5-amino-1,10-fenantrolina (5Aphen) para formar Poly5Aphen, a partir de sus respectivos monómeros disueltos en un disolvente eutéctico profundo (Deep Eutectic Solvent). Posteriormente se realizaron electrodepósitos de nanopartículas metálicas de Au (AuNPs) sobre la superficie del electrodo GCE desnudo y sobre la superficie de los electrodos modificados con los polímeros conductores (PCs). Además, se obtuvieron los mecanismos de crecimiento y nucleación electroquímica de las AuNPs sobre los electrodos: GCE desnudo, GCEPEDOT y GCEPoly5Aphen. Los electrodos generados: GCE desnudo, GCEPEDOT, GCEPoly5Aphen, GCEAuNPs, GCEPEDOT/AuNPs y GCEPoly5Aphen/AuNPs se emplearon con la finalidad de evaluar su respuesta electroquímica en la oxidación de dopamina (DA) en presencia de dos de sus mayores interferentes, ácido ascórbico (AA) y ácido úrico (AU). Para ello, se emplearon técnicas electroquímicas como la voltamperometría cíclica (VC), Voltamperometría diferencial de pulso (VDP) y Cronoamperometría (CA). Finalmente, los electrodos estudiados se caracterizaron por microscopia electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDS).
- Síntesis y caracterización de nanopartículas de Pt y Au@Pt con planos preferenciales para la reacción de oxidación de metanol(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-04) Roque de la O, NoemiEl propósito de este trabajo es indagar sobre el comportamiento catalítico de las nanopartículas (NPs) de Pt, con distintas orientaciones superficiales ya que la MOR es susceptible al plano superficial de la nanopartícula en la cual se lleva a cabo ((111) < (110) < (100)); para realizar dicha modificación superficial se emplea el método poliol y se incorpora nitrato de plata (AgNO3), con la finalidad de modificar la morfología de las nanopartículas. Por otro lado, con el propósito de minimizar la cantidad de Pt empleado también fueron sintetizadas nanopartículas del tipo núcleo envolvente, donde en el núcleo se encuentra el oro (Au), y en la envolvente se deposita el platino; cabe resaltar que en este trabajo se buscó modificar los planos superficiales presentes en la envolvente de Pt. Los catalizadores arriba mencionados se soportaron en carbón Vulcan XC-72R para ser evaluados en la reacción de oxidación de metanol; los catalizadores obtenidos fueron los siguientes Pt 1/C, Pt 2/C, Au@Pt 1/C y Au@Pt 2/C, en donde cada uno contiene una cantidad diferente de plata durante las síntesis, teniendo como sistemas de referencia Pt/C y Au@Pt/C. Se utilizaron las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrido-Transmisión (STEM) y Espectroscopia Ultravioleta-Visible (Uv- Vis), para estudiar su composición y morfología. En todos los casos las NPs presentan una estructura cristalina, con distintas formas lo que indica la formación de planos preferenciales (cuando se varia cantidad del agente Ag (I) durante la síntesis). Para evaluar la actividad catalítica se emplearon las técnicas de Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA), encontrándose que el catalizador Au@Pt 1/C presenta la respuesta más favorable para la MOR. Adicionalmente el estudio de potenciales de inversión mostro el comportamiento de las NPs en distintas regiones de barrido de potencial, observándose que el potencial de formación de los picos, así como la densidad de corriente de pico, depende considerablemente de la ventana de potencial establecida. Finalmente, con el objetivo de discernir entre los diferentes procesos que tienen lugar en la interfase electrodo/solución durante la MOR, se empleó Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS); se observó que la forma de los espectros de impedancia es función del potencial aplicado, por ello, el estudio realizado se dividió en regiones que se asocian con los distintos procesos que tienen lugar durante la reacción de oxidación de metanol. De esta caracterización, se corroboro que las NPs de Au@Pt 1/C presentan la respuesta más favorable ya que presenta menores valores de impedancia real, asociado con una menor resistencia a los procesos de transferencia electrónica, atribuyendo esto a la presencia de planos preferenciales para la oxidación de la molécula de metanol.
- Síntesis y caracterización de La₁-ₓSrₓFe₁-ᵧCoᵧO₃±δ para su aplicación como cátodo en una CCOS(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-11) de la Huerta Hernández, Gloria ElenaEl progreso de la humanidad ha estado siempre ligado al uso y aprovechamiento de las fuentes de energía. Actualmente, las fuentes de energía usadas provocan una considerable emisión a la atmósfera de CO₂, así como de otros gases y partículas sólidas dando como resultado serios daños al medio ambiente y a la salud, esto ha llevado al desarrollo de alternativas como fuentes generadoras de energía con una producción más amigable con el medio ambiente. Entre estas alternativas, se encuentran las celdas de combustible, donde las celdas de combustible de óxidos sólidos (CCOS), se caracterizan por ser dispositivos que producen electricidad directamente de un combustible gaseoso debido a la combinación electroquímica de éste y un oxidante, las CCOS están compuestas esencialmente por dos electrodos y un electrolito. Este trabajo está enfocado en la síntesis de materiales catódicos, con una estructura tipo perovskita de doble sustitución (AA’BB’O₃) con base lantano en el sitio A y hierro en el sitio B, con fórmula general La₁-ₓSrₓFe₁-ᵧCoᵧO₃±δ, (LSFC), en dicha familia se buscó mejorar sus propiedades estructurales, morfológicas, estabilidad térmica y propiedades de transporte a partir del método de síntesis, considerando el método de sol–gel (Pechini modificado) y el método de sonosíntesis. Se encontró que el método de sonosíntesis permite obtener estructuras cristalinas con simetría cúbica, parámetro de red a= 3.9 Å, con propiedades ópticas y de transporte que presentan valores similares por ambos métodos de síntesis, mientras que el tamaño de cristal y de grano presentan un valor menor en las muestras obtenidas por sonosíntesis siendo estas una mejora respecto a las muestras sintetizadas por sol-gel, por lo que el uso de sonosíntesis es un método alternativo viable en la obtención de este tipo de materiales, con resultados adecuados para su uso como cátodo en una CCOS.
- Electrodepósito de nanopartículas bimetálicas (Paladio–Níquel y Paladio–Cobalto), utilizando disolventes eutécticos profundos, como centros catalíticos en la electro–oxidación de ácido fórmico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-07) Landa Castro, MidoriEl presente estudio está enfocado en la síntesis y caracterización de nanopartículas (NPs) bimetálicas (Pd–Ni y Pd–Co) como aleación usando disolventes eutécticos profundos (DEP) formados a base de cloruro de colina con urea (reline) o etilenglicol (ethaline), y su evaluación en la reacción de oxidación electroquímica de ácido fórmico (ROAF). Estos DEP son mezclas eutécticas de un ácido y una base de Lewis que contienen especies catiónicas y aniónicas, también denominados disolventes verdes. Tanto el reline como el ethaline han sido utilizados en electroquímica, como medio para la electrodeposición de NPs, a causa de sus excelentes propiedades, tales como: bajo costo, biodegradabilidad, conductividad eléctrica alta, casi nula presencia de protones y agua. Hay que mencionar, además su excelente capacidad para solvatar iones metálicos, permitiendo con ello la síntesis de aleaciones binarias y ternarias, con control en morfologías y tamaños. Las sales precursoras de Pd, Ni y Co se disolvieron en cada DEP para estudiar mediante técnicas electroquímicas, como: Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA) la cinética de nucleación y crecimiento de las NPs sobre el electrodo de carbono vítreo. El electrodo modificado con las NPs bimetálicas (NPs-BM) fue empleado para ROAF, la cual es una reacción clave en las celdas de combustible de ácido fórmico directo. Los electrodepósitos fueron caracterizados por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Energía Dispersiva de Rayos X (EDX) y Espectroscopía de Fotoelectrones de Rayos X (XPS) para determinar diámetros, composición, morfología y estados de oxidación de elementos que integran a las NPs-BM.