Ciencias e Ingeniería de Materiales
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- Estudio fundamental del sistema ZrO2-WOx(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2002-12) Cortes Jacome, María AntoniaMateriales ZrO2-WOx fueron sintetizados por los métodos de i) Precipitación-impregnación, ii) Coprecipitación, e iii) Hidrotérmico. El material obtenido por el método de coprecipitación, inicialmente amorfo, cuando se calcina a alta temperatura cristaliza en la fase tetragonal del ZrO2, la cual se mantiene hasta una temperatura de calcinación de 700ºC, indicando una alta interacción entre la zirconia y el óxido de tungsteno. Sin embargo, el análisis Rietveld del espectro de DRX indico la presencia en la muestra de dos fases tetragonales (T1 y T2) de zirconia, las cuales se diferencian por la posición del átomo de oxígeno a lo largo del eje c. Debido a que en la fase T2 todas las distancias de enlace Zr-O son muy similares, se origina una superficie cristalina “plana” perpendicular al eje c. Mientras que, como consecuencia de la deformación de algunas distancias Zr-O y angulos de enlace O-Zr-O, en la fase T1 se produce una superficie cristalina “rugosa” paralela al plano (100). Con el incremento de temperatura el tungsteno se segrega de la fase T2 formando la fase ortorrómbica del WO3. Similar comportamiento se observó para los materiales sintetizados por el método de coprecipitación. La síntesis de ZrO2-WOx por el método hidrotérmico a 145ºC y presión autógena, produjo materiales microcristalinos con alta área específica (309 m2g-1). El incremento de la temperatura de síntesis a 225oC favoreció la cristalización del material (79 % peso de fase tetragonal y 21% peso de fase monoclínica de la zirconia). Bajo estas condiciones el análisis por DRX no muestra la presencia de alguna fase de óxido de tungsteno. Sin embargo, la espectroscopia FT-IR presenta la banda 943 cm-1 asignada a la vibración W=O de especies de tungsteno octaédricamente coordinadas. Estos resultados indican que el tungsteno se encuentra altamente disperso y en fuerte interacción con la zirconia. El tratamiento de calcinación a alta temperatura (560, 700 y 800 oC) favorece la formación de especies de tungsteno más voluminosas, caracterizadas por las bandas de vibración FT-IR a 970 y 1100 cm-1. Considerando la disminución del área específica, este proceso de calcinación incrementa la densidad de las especies de tungsteno por unidad de área. El estudio FT-IR de la piridina adsorbida mostró claramente que estas especies favorecen la formación de acidez tipo Bronsted, responsables de la actividad catalítica de estos materiales. Con la temperatura de calcinación se observa además un incremento en el tamaño de cristalito en ambas fases de la zirconia, sin que la composición de fases varíe significativamente.
- Estudios cuánticos de la activación de H2 por agregado de CuPt(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2004-03) ANGUIANO GARCIA, ALFONSOEl objetivo del trabajo es interpretar el mecanismo de la captura y la disociación de la molécula de hidrógeno por cúmulos bimetálicos de cobre-platino utilizando métodos de la mecánica cuántica (primeros principios).
- Estudio ab initio del rompimiento del enlace C-H de molécula de metano (CH4) y del enlace Si-H de la molécula de silano (SiH4) por un átomo de Galio(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2004-11) PACHECO SANCHEZ, JUAN HORACIOSe presenta el primer estudio ab initio realizado sobre la activación tanto del enlace CH4 como del enlace Si-H de la molécula de Silano SiH4 por el átomo de Galio en sus tres estados electrónicos más bajos.
- 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.
- Síntesis de derivados del 2-Mercaptobenzoimidazol y su evaluación como inhibidores de la corrosión ácida de aceros(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-01) Cruz Gonzalez, Deysi YeseniaEl objetivo de este trabajo es sintetizar nuevas moléculas orgánicas que exhiban mejores propiedades inhibidoras de la corrosión ácida de aceros, que el 2-Mercaptobenzoimidazol y que a su vez sirvan como productos intermedios útiles en síntesis orgánica.
- 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.
- Análisis de ciclo de vida de la captura, uso y almacenamiento del bióxido de carbono de una central de generación eléctrica para la recuperación mejorada de petróleo(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-12) Lacy Tamayo, RodolfoLa aplicación temprana de la tecnología de captura, uso y almacenamiento geológico final de bióxido de carbono (CCUS) es una opción de mitigación climática cuando existe una cercanía geográfica de las plantas de generación de electricidad a campos de petróleo y gas donde se puede hacer una recuperación secundaria de hidrocarburos. En esta Tesis Doctoral se desarrolló un modelo CCUS que es evaluado con la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para estimar la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) de una central hipotética de generación eléctrica de ciclo combinado que emplea gas natural como combustible (NGCC). Los resultados se comparan con otras tecnologías del sector eléctrico como las carboeléctricas supercríticas, la geotermia, las minihidráulicas, las centrales eólicas y las nucleoeléctricas. Las fronteras del sistema CCUS analizado abarcan la extracción de gas natural, su procesamiento y transporte, la central de generación eléctrica, la captura de bióxido de carbono (CO2) y su transporte, la recuperación mejorada de petróleo (EOR) y el monitoreo ambiental del almacenamiento geológico final. Se definieron tres unidades funcionales para el modelo: megajoules (MJ) para la producción de energía primaria, kilowatt hora (kWh) para la producción de electricidad y Barriles de petróleo (bbl). El impacto ambiental en cambio climático del sistema CCUS evaluado es de 0.044 kgCO2e/MJ. La central NGCC dentro del sistema CCUS emitiría 0.177 kgCO2e/kWh, lo que representa el 21% de las emisiones de una carboeléctrica supercrítica, 36% de lo que emite una central NGCC sin captura de CO2 y 24% menos GEI de lo que emite una central geotérmica en ciclo de vida. El barril de petróleo producido sólo por la práctica EOR dentro del sistema CCUS evaluado tiene una huella de carbono de 38 kgCO2e/bbl, que es 37% más bajo que el valor promedio histórico de EUA. Desde un enfoque de “pozo a pozo”, cerrando el ciclo de carbono en la producción de energía primaria, la tecnología CCUS es competitiva con las energías renovables.
- Estudio de la influencia de la composición química y el proceso de síntesis en las propiedades fisicoquímicas de hidróxidos dobles laminares y sus derivados(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-12) Prince Flores, Julia ElenaEl presente trabajo resume diversos estudios realizados sobre la familia de materiales conocida como hidróxidos dobles laminares (LDHs por sus siglas en inglés) con el fin de entender y modular sus propiedades fisicoquímicas. Como se detalla en el Capítulo I, los LDHs son un amplio conjunto de materiales con una estructura común y una gran diversidad de posibles composiciones químicas que se resumen en la fórmula general: [M2+(1-x) M3+x (OH)2] Anx/n.mH2O. Asimismo, los productos de calcinación de los LDHs son soluciones sólidas del tipo óxido mixto que presentan generalmente elevadas áreas específicas e interacciones sinérgicas entre sus componentes. Dado que es posible introducir en la estructura diversos cationes como Mg2+, Zn2+, Ga3+, Al3+, entre otros, los LDHs y sus productos de calcinación pueden poseer, por ejemplo, propiedades ácido-base y/o semiconductoras. La síntesis de LDHs se llevó a cabo por tres distintos métodos: coprecipitación, a partir de óxidos y el método sol-gel. Cada uno de estos métodos presenta sus ventajas: el método de coprecipitación es sencillo a escala laboratorio; el método de óxidos fue diseñado para la síntesis a escala industrial de estos materiales, dado que es económico y amigable al ambiente; y el método sol-gel ofrece la posibilidad de preparar películas delgadas de LDH. En el Capítulo III se presenta la caracterización de LDHs, y sus respectivos óxidos mixtos, con propiedades semiconductoras. Se demuestra que es posible obtener materiales con energías de banda prohibida similares a las de la titania, uno de los semiconductores más estudiados. Asimismo, es posible modular las energías de banda prohibida a través de la composición química de los precursores LDH, ya sea mediante la introducción de cationes como Zn2+ y Ga3+ en las láminas o por el depósito de óxidos como el CeO2 en el sólido. Los LDHs de Mg, Zn y Al son capaces tanto de adsorber como de fotodegradar contaminantes de tipo ácido; se muestra el ejemplo del ácido 2,4-diclorofenoxiacético, un pesticida ampliamente utilizado en el mundo. Asimismo, se comprueba la posibilidad de degradar contaminantes acuosos, tales como el fenol y clorofenoles, utilizando como fotocatalizadores los óxidos mixtos derivados de LDHs multimetálicas. El porcentaje de degradación es muy superior al mostrado por la titania Degussa P25 tomado como referencia. Estos materiales presentan diversas ventajas sobre otros semiconductores actualmente bajo estudio por diversos grupos de investigación. Las soluciones sólidas obtenidas por la calcinación de LDHs pueden considerarse como un óxido metálico dopado, donde los dopantes ocupan posiciones fijas dentro de la estructura y por tanto la síntesis es fácilmente reproducible, contrario a lo que ocurre por otros métodos de dopaje, que generalmente son muy sensibles a las condiciones experimentales empleadas y por ende difíciles de reproducir. Además, el sistema trabaja a condiciones naturales, no requiere acidificación ni agentes oxidantes o sacrificiales. El uso de LDHs y sus óxidos mixtos como semiconductores para aplicaciones fotocatalíticas es un área aún poco explorada y con gran potencial. Por otra parte, los LDHs de MgAl, han sido ampliamente estudiados como catalizadores básicos para diversas reacciones de importancia industrial. En el Capítulo IV se presenta una innovación al método e activación de catalizadores tipo meixnerita MgAl-OH, que consiste en la calcinación del LDH MgAl, seguido por rehidratación en un flujo de gas saturado de humedad. Se demuestra que la rehidratación a T = 80 ºC reduce considerablemente el tiempo invertido en el proceso, de 12 h promedio a temperatura ambiente, a tan sólo 0.5 h. Asimismo, se estudió la relación entre la fuerza básica y la relación molar Mg/Al (valor de x en la fórmula general) mediante la adsorción de cloroformo deuterado como molécula sonda, seguido por espectroscopia de infrarrojo. Se encontró, por un lado, que la fuerza básica disminuye conforme aumenta la relación molar Mg/Al. Por otra parte, se estudió el proceso de formación de sitios básicos de Brönsted por la hidratación de los sitios básicos de Lewis, encontrando que conforme se aumenta el tiempo de hidratación se forman progresivamente sitios con menor fuerza básica, hasta llegar al punto donde el agua en exceso envenena los sitios. La basicidad determinada por este método concuerda bien con los resultados obtenidos en la reacción de cianoetilación de metanol y 2-propanol, de conformidad con el mecanismo de reacción propuesto. Así, la fuerza básica puede ser modulada de acuerdo a las necesidades de una reacción catalítica específica. Finalmente, se estudiaron los posibles métodos de intercalación de aniones en LDHs sintetizados por el método sol-gel, presentados en el Capítulo V. Se encontró que es posible cambiar la composición química de la región interlaminar de LDHs sol-gel por diversos métodos, logrando la intercalación de un tensoactivo zwitter-iónico de cadena larga, así como de distintos grupos alcoxi. En el caso de la intercalación por síntesis directa, se determinó que es preferible introducir la molécula al medio de reacción al inicio del proceso de síntesis, para permitir la formación de la estructura LDH alrededor del anión. En el caso de aniones de gran tamaño o con baja afinidad hacia las láminas cargadas positivamente, como es el caso del tensoactivo zwitter-iónico aquí estudiado, se requiere permitir un tiempo de añejamiento para lograr la apertura de las láminas y la intercalación total del anión. En cambio, para reacciones de intercambio aniónico se requiere, además de una atmósfera inerte durante la síntesis, dar al LDH un tratamiento de cristalización y ordenamiento que permitirá la difusión de aniones con mayor facilidad. Igualmente, se sintetizaron LDHs multimetálicas por sol-gel y se depositaron exitosamente como películas delgadas sobre un sustrato de vidrio previamente recubierto con una película de ITO (indium tin oxide). Las películas son uniformes, estables y se encuentran bien adheridas al sustrato.
- Caracterización por medio de fotoacústica, rayos X y espectrofotometría de las distintas películas que integran a una estructura electroluminiscente basada en óxido de zinc (ZnO)(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2015-07) Rosales Córdova, Carlos AldebaránEn el presente trabajo se planteó como objetivo general la obtención de las condiciones de depósito y la caracterización —por separado y conjuntamente— de las películas delgadas de ITO, BaTiO3, ZnO, ZnO:Mn, las cuales pueden dar lugar al desarrollo de una metodología para obtener celdas electroluminiscentes. Para esto, se realizaron varios juegos de películas delgadas por medio del depósito por láser pulsado (PLD), y para el caso particular del dopado, se empleó la variante de dos pulsos láser que inciden en distintos blancos, generando así el depósito de la película en conjunto con el dopado. En este punto es importante aclarar, que para la elaboración de la película delgada de ITO se utilizó otra técnica de depósito, ésta, conocida como erosión catódica. Cada una de las películas de ZnO y ZnO:Mn se caracterizaron por diferentes técnicas para identificar distintas propiedades. A continuación, se mencionan cada una de ellas. Rayos X: Se empleó para corroborar la cristalinidad de las películas delgadas, en donde cada película presentó una estructura tipo wurzita, orientada en los planos preferenciales (002) y (004). Perfilometria: Se midió el espesor de las películas, encontrando que todas se hallaban en el intervalo de 100 - 150 nm. EDS: Esta técnica se utilizó para conocer el porcentaje de incorporación del elemento dopante en la estructura de la película delgada. Debido a que se sabe que el depósito no es homogéneo al emplear PLD como método, se utilizó un diseño estadístico con la intensión de reducir al máximo la variabilidad. Se identificó una tendencia negativa en las películas, esto es, a mayor retraso entre láseres menor incorporación del elemento dopante. Para reconocer si las diferencias entre los promedios de incorporación eran estadísticamente significativos, se aplicó una prueba de hipótesis no paramétrica (debido a que los datos no seguían una distribución normal) y de comparaciones específicas. Fotoluminiscencia: Se realizó un barrido en el intervalo de longitud de onda de 350 - 400 nm a todas las películas delgadas, encontrado una influencia directa de la incorporación del elemento dopante respecto a la emisión de luz. Efecto Hall: Se midió la resistividad, movilidad y densidad de portadores de cada una de las películas delgadas, encontrado que éstas continuaron siendo semiconductoras independientemente del porcentaje de incorporación del elemento dopante. Espectroscopia UV - VIS: Por medio de esta técnica, se analizaron los espectros de absorción de cada una de las películas delgadas, encontrado que éste es constante en todo el intervalo. Fotoacústica: En la investigación, esta técnica de caracterización es la de mayor relevancia, ya que, a partir del empleo de la misma, es posible identificar cambios estructurales en las películas delgadas, aunque se encuentren en un porcentaje diminuto, como lo fue la detección de la fase blenda a 300 °C en las películas de ZnO, y la afectación de la incorporación del elemento dopante a dicha fase. La película delgada de BaTiO3 únicamente se caracterizó por medio de fotoacústica con la intención de localizar su temperatura de Curie, la cual se sabe se presenta a 110 °C, situación que se encontró al emplear la temperatura de 400 °C al realizar el depósito. Finalmente, se caracterizaron fotoacústicamente cada una de las multicapas que integran a la estructura electroluminiscente, esto, con la intención de conocer la influencia en los cambios estructurales al ir colocando película sobre película.
- 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.
- Medición del transporte ondulatorio en cavidades caóticas elásticas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-06) Flores Olmedo, EnriqueDada la evidencia teórica y experimental de fluctuaciones de carácter universal en las propiedades de transporte en sistemas cuánticos y cavidades de microondas, en la presente tesis estudiamos el transporte ondulatorio a través de dos cavidades caóticas elásticas. En primer lugar, estudiamos teóricamente una guía elástica para ondas flexionales donde se obtienen resultados originales para las frecuencias de apertura de los canales de transmisión. Después se muestra el diseño y la construcción de dos cavidades elásticas: una en forma de billar de Sinaí desimetrizado y otra en forma de un cuarto de estadio de Bunimovich. En este trabajo utilizamos la espectroscopia acústica resonante para medir las propiedades de transmisión de ondas mecánicas flexionales, para caracterizar estas cavidades elásticas caóticas de las que poco se conoce. Los resultados experimentales de la distribución de la transmisión concuerdan con las predicciones teóricas de la teoría de matrices aleatorias. Esto indica que tanto la temperatura como la absorción tienen un efecto despreciable en sistemas elásticos. Este trabajo es una contribución al desarrollo de las investigaciones teóricas y experimentales en sistemas ondulatorios elásticos.
- Síntesis de una membrana con líquido iónico de tercera generación, su evaluación en separación de CO2 y su captura en un cultivo hidropónico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-07) Sánchez-Fuentes, Cinthia ErikaEn la presente investigación se sintetizaron cuatro membranas soportadas con líquidos iónicos (SILM) para evaluarlas en la separación de CO2 de la mezcla CO2/N2. Dos de ellos funcionalizados con un grupo amina en la parte catiónica, triflato de 1-(2-aminoetil)-3-metilimidazolio ([AEMIm]Tf) y tetrafluoroborato de 1-(2-aminoetil)-3-metilimidazolio ([AEMIm]BF4), el tercero posee el grupo amino en la parte aniónica, antranilato de trioctilmetilamonio ([TOMA]An) y el cuarto, el oleato de trietilmetilamonio ([TOMA]Ol). La estructura química de los líquidos iónicos se determinó por las espectroscopias de Resonancia Magnética Nuclear (NMR) y de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR), las propiedades térmicas se estudiaron con Análisis Termogravimétrico (TGA) y la densidad se determinó con un picnómetro. El nivel de impregnación y la distribución de los líquidos iónicos en el soporte tubular de alúmina se obtuvieron mediante Microscopía Electrónica de Barrido acoplado con Espectroscopia de Dispersión de Rayos X (SEM-EDX). Las propiedades de transporte de los gases se evaluaron por el método de volumen variable utilizando gases puros, a 30 °C y a 1, 2 y 3 bar, y mezcla de los mismos con una relación volumétrica de 50/50. La SILM [TOMA]An presentó el mayor valor para la selectividad con 70, además con esta membrana se obtuvo el mejor balance de perúselectividad superando los límites en la gráfica de Robeson. Las SILM con grupos amino reaccionaron con el CO2 para obtener el grupo químico carbamato. Los estudios de estabilidad térmica e infrarrojo sugieren que este grupo es estable aún después de haber iniciado el proceso de descomposición del líquido iónico. Para dar un valor agregado al uso del CO2, se enriqueció un invernadero de cultivo de lechuga hidropónico con este gas y se observó un efecto de aceleración del crecimiento.
- 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.
- 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.
- Vibraciones mecánicas en una y dos dimensiones: nuevos estudios experimentales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) ARREOLA LUCAS, ARTUROEn este trabajo se muestran los principales resultados obtenidos en tres experimentos sobre control de ondas mecánicas en sistemas el asticos, usando la técnica conocida como espectroscopia acústica resonante (ARS). En primer lugar, se presentan las amplitudes de onda de los modos normales de vibración en el plano medidas en una placa rectangular. Se miden las dos polarizaciones de los modos normales; el acuerdo con la teoría es excelente. En segundo lugar, se estudia la dinámica de un paquete de ondas cuando este viaja a través de una estructura que emula un cristal con un campo eléctrico constante para lo cual se modifico el montaje experimental de ARS. En este caso se sustituyo el detector por un vibrómetro Doppler. Los resultado experimentales son espectaculares y muestran el surgimiento de dos fenómenos de las ondas mecánicas: las oscilaciones de Bloch y el atrapamiento de arcí ris. Por ultimo, se realiz o el estudio de las propiedades de transporte de vibraciones mecánicas fuera del plano a través de una cavidad caótica elástica con simetía izquierda-derecha. Los estudios realizados condirman el mismo comportamiento presentado por sistemas ondulatorios de distinta naturaleza, evidenciando un comportamiento universal del transporte ondulatorio a través de cavidades caóticas y un excelente acuerdo de las medidas con las predicciones teóricas.
- 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.
- 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.