Repositorio Institucional de CIMAV (Centro de Investigación en Materiales Avanzados)
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Estudio de las heterouniones p-n de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O para la producción de hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua.
Get PDFA la fecha, la síntesis de materiales activos bajo luz visible para la producción de
hidrógeno mediante la separación fotocatalítica de la molécula de agua, es uno de los retos en la
fotocatálisis con potencial para futuras aplicaciones como los reactores fotocatalíticos con
energía solar o celdas foto electroquímicas. De esta manera, la síntesis de heterouniones es una
alternativa para mejorar las propiedades electrónicas de los materiales semiconductores con la
finalidad de obtener mayores producciones de hidrógeno con luz solar en comparación con los
materiales en fase pura. En el presente trabajo de tesis, se llevó a cabo la generación de
heterouniones de CoFe2O4/Cu2O y NiFe2O4/Cu2O mediante el método de impregnación variando
la proporción en masa del Cu2O desde 25 al 75 %, mientras que los materiales prístinos CoFe2O4
y NiFe2O4 fueron sintetizados con el método de Pechini y el Cu2O mediante la reacción de
Benedict. Los materiales prístinos y las heterouniones fueron caracterizadas por las técnicas de
XRD, TGA, MEB, MET, BET, XPS, UPS y UV-Vis. Se midieron los portadores de carga de
todos los materiales mediante efecto Hall y sus coeficientes de absorción y dispersión mediante
espectroscopia UV-Visible y un modelo denominado modelo de seis flujos. Finalmente, la
actividad fotocatalítica para la producción de hidrógeno se evaluó mediante cromatografía de
gases por un periodo de 8 horas y se tomó una lectura final a las 24 horas encontrando que las
heterouniones mejoraron su actividad fotocatalítica considerablemente con respecto de los
materiales prístinos y que los portadores de carga y el coeficiente de absorción de los materiales
está directamente relacionado con la producción de hidrógeno
Síntesis de sistema Cturbo/ZnO/CuO con aplicación en degradación de colorante por fotocatálisis
Get PDFLa contaminación del agua por compuestos orgánicos tóxicos es un problema
que ha sido estudiado y abordado de diferentes formas. Para dar una solución a
esta problemática, se han propuestos diversos métodos y mecanismos de descontaminación.
Dentro de estos, la fotocatálisis heterogénea se presenta como una
solución amigable con el medio ambiente y de bajo costo energético. Por otro lado,
la síntesis de alótropos del carbono con fotocatalizadores, ha demostrado mejorar
la actividad de estos para fotodegradar compuestos orgánicos. Adicionalmente, el
ordenamiento turboestrático del carbono, compuesto de grafeno y grafito exfoliado,
se presenta como un material promisorio ya que tiene propiedades muy parecidas
al grafeno de pocas capas [1].
En la presente tesis se sintetizó el carbono turboestrático (Cturbo) por una variante
del método dry ice. La caracterización por Difracción de Rayos X (DRX) y espectroscopía
Raman, mostró la estructura del carbono y los defectos presentes en la red
grafítica. Con la Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Microscopía Electrónica
de Transmisión (MET) se observó el apilamiento turboestrático del carbono junto
con planos de grafeno y grafito exfoliado. Las propiedades texturales mostraron que
el Cturbo es un material mesoporoso con un área superficial de 634 m2/g. La prueba
de adsorción del Anaranjado de Metilo (AM) en el Cturbo determinó que el modelo
de Freundlich es el que mejor describe el tipo de adsorción entre estos. El sistema
Cturbo/ZnO/CuO se sintetizó por los métodos de calcinación y coprecipitado. La
caracterización por DRX mostró las tres fases presentes. El área superficial del sistema
aumenta con el aumento de la cantidad de Cturbo presente. En la MEB y MET
se observó las partículas de ZnO y CuO dispersas sobre el Cturbo. El ancho de banda
prohibida del sistema disminuye con el aumento de Cturbo. Las pruebas de fotocatálisis
bajo radiación ultravioleta (UV), mostraron que el Cturbo, en el sistema, aumenta
la degradación del AM en comparación a cuando se realizó la prueba solo con los
óxidos.
Este estudio presenta un nuevo método para sintetizar el ordenamiento turboestrática
del carbono y una posible aplicación de este como sustrato para mejorar las
propiedades fotocatalíticas del ZnO y CuO
Estudio y caracterización del Sargazo para uso y disposición
Get PDFEl masivo arribo de sargazo a las costas es un problema de carácter social,
ambiental y económico. Por tal motivo, el objetivo de este trabajo es evaluar los
productos obtenidos de la digestión anaerobia (DA) del sargazo para su
valorización desde la perspectiva circular para el uso del material no digerido
(Digestato) como mejoradores de suelos.
Bajo las consideraciones teóricas, establecidas por el cálculo del potencial de
metanización (BPM), se establecieron las relaciones C/N 15, 20 y 30 que
favorecían la digestión del sustrato en el desarrollo experimental. Además de
considerar tres tamaños de partícula, 5, 2 y 0.6 mm, para su fermentación. El
tamaño de partícula de 2 mm, mostró mejores resultados experimentales en la
generación de biogás produciendo hasta 1763 cm3
/gSV de biogás y hasta 1401.03
mL de CH4, mientras que la evaluación del potencial bioquímico de metano (PBM)
experimental alcanzo un acumulado de 92.62 mL CH4/gSV en 35 días de
tratamiento. De acuerdo con estos resultados es posible el obtener biogás de la
DA del sargazo con una composición de metano aceptable para su valorización.
La alta concentración del sulfuro de hidrogeno en el biogás, de hasta 15,721.66
mg/L al inicio de la digestión anaerobia, aun cuando disminuye con el tiempo hace
obligatorio el pretratamiento para reducir esta concentración según su aplicación.
El digestato obtenido luego de la DA tiene los nutrientes para ser valorizado como
un mejorador de suelos según la NTEA-006-SMA-2006. Sin embargo, existe la
limitante debido a que sobrepasa los niveles permisibles de metales pesados
como arsénico 5 mg/Kg, encontrando en los digestatos evaluados valores desde
los 19 mg/Kg hasta los 30 mg/Kg de arsénico. Además en las pruebas de
germinación para la partícula de 2 mm se muestran índices que indican una
toxicidad de moderada a baja en concentraciones entre el 60 y 100% de digestato
puro, indicando que el digestato influye en los procesos de germinación.
El cálculo de huella de carbono, concluye que el impacto causado de implementar
o no la DA como tecnología para el aprovechamiento del sargazo de las playas
mexicanas se le atribuye un 66.18% a la recolección y transporte, dejando un
33.82% restante relacionado a la digestión anaerobia
Ingeniería de defectos aplicada a nanoestructuras de carbono mediante dopaje con heteroatomos de N y S para su uso como cátodos en baterías Zn-Aire
Get PDFEn la actualidad la búsqueda por materiales económicos, amigables con el ambiente y funcionales para su aplicación como electrodos de aire de las baterías Zn-aire (ZABs) es uno de los temas de gran interés, principalmente debido a la creciente demanda energética a nivel global y la necesidad de generar baterías a través de materiales que permitan su producción a mayor escala. En general, las ZABs están formadas por un ánodo de Zn metálico, un electrolito que puede ser acuoso o no acuoso y un electro de aire a base de carbón, el cual puede contener al electrocatalizador, típicamente a base de metales nobles como el platino y el iridio. En los últimos tiempos se ha tenido mucho interés en desarrollar alternativas que reemplacen el uso de metales nobles, se pueden encontrar reportes de materiales base carbón dopado con heteroátomos metálicos y no metálicos como el nitrógeno, azufre y fosforo, o bien óxidos metálicos, hidróxidos dobles laminar, entre otros. En el presente documento se presenta la metodología desarrollada para la obtención de los nanotubos de carbono, y del material compuesto (nanotubos de carbono-grafeno) dopados con N y S, con el objetivo de aumentar la actividad electrocatalítica del material. Los dopajes con nitrógeno se realizaron haciendo uso de urea, y diciandiamida como agentes dopantes, mientras que, para los dopajes de nitrógeno y azufre, se usó tiocianato de amonio, tiourea, y mezclas de tiocianato de amonio con urea y tiourea con urea. Los materiales resultantes del dopaje fueron sometidos a una serie de caracterizaciones fisicoquímicas y electroquímicas con la finalidad de conocer las propiedades de estos, posteriormente se compararán sus actividades en una batería Zn-Aire prototipo. De los resultados se observó la actividad catalítica hacia la reacción de reducción del oxigeno (ORR, por sus siglas en inglés) del material mejoró en gran medida, siendo la mezcla de precursores con contenido de N y S los que brindaron los valores más cercanos a un catalizador de referencia con una tendencia a la ORR por vía 4e- como lo es para el Pt/C
EFECTO DEL MATERIAL HÍBRIDO DE Ti/ B4C SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE UNA ALEACIÓN DE Al-7075
Get PDFEl propósito de este trabajo es desarrollar un material compuesto de matriz metálica; como matriz metálica se empleó una aleación de aluminio 7075 (Al-7075) y como reforzante se sintetizan partículas híbridas de carburo de boro (B4C) dentro de partículas de titanio (Ti).
Con la obtención de material compuesto se espera incrementar las propiedades mecánicas de dureza, esfuerzo de cedencia (σy) y esfuerzo máximo a la compresión (σMax) a través de ensayos de compresión
SÍNTESIS DE LA FASE METAESTABLE MnGe2 SOBRE SUSTRATOS DE MgO(001)
Get PDFLa integración de materiales magnéticos en la tecnología de procesadores basada en Si permitirá aumentar el desempeño de los dispositivos actuales mediante el desarrollo de dispositivos cuyo funcionamiento esté regido por los principios de la electrónica de spín. Los semiconductores magnéticos diluidos (SMD) ofrecen ventajas por la facilidad de ser integrados en semiconductores del grupo IV, sin embargo los SMD tienen muy baja temperatura de Curie (TC). La fase MnGe2 fue descubierta en forma de nanocolumnas en una matriz de Ge dopada de Mn durante la síntesis de SMDs basados en Ge:Mn, las cuales poseen una TC > 400 K. En este trabajo se sintetizaron películas monocristalinas de MnGe2 y se determinó experimentalmente su TC
Síntesis, Caracterización y Comportamiento al Desgaste de una Aleación AlCu-Mg Reforzada con Carburo de Tungsteno.
Get PDFSe estudiaron las correlaciones entre el tiempo de procesamiento (0, 3 y 5 h), la temperatura de sinterizado (450, 500 y 550 °C), las transformaciones de fase y las propiedades cristalinas (parámetro de red, microdeformaciones y tamaño de cristalita). Los compuestos se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica
de barrido y transmisión (MEB-MET) y pruebas de microdureza Vickers. Los resultados mostraron que la dispersión del material de refuerzo en la matriz de Al-Cu-Mg se logró con éxito mediante el proceso de molienda mecánica, ofreciendo la posibilidad de fabricar un nuevo compuesto de Al-Cu-Mg/WC
Evaluación del Proceso de Oxidación Parcial de Metano para la Producción de Syngas usando NiWO4 como Transportador de Oxígeno
Get PDFEn el presente trabajo de investigación se ha seleccionado, sintetizado, caracterizado y evaluado el tungstato de níquel (NiWO4) para cumplir la función como transportador de
oxígeno en un proceso en bucle químico para la oxidación parcial (POX) del metano (CH4) con el fin de producir de gas de síntesis (syngas) rico en hidrógeno. Este trabajo ha sido
evaluado mediante la determinación de las cinéticas globales de las reacciones cíclicas de reducción del NiWO4 con CH4 y la posterior reoxidación del W y Ni con H2O, produciendo hidrógeno adicional a los productos del sistema
Evaluación del efecto piezoeléctrico de un biorecubrimiento osteointegrador "HA-BaTiO3- nAg" mediante ensayos in vitro
Get PDFEn el presente trabajo se muestra la optimización y desarrollo de un recubrimiento biomimético el cual mediante la aplicación de técnicas como ultrasonido pulsado de baja intensidad ayudara a promover y acelerar el proceso de osteoconducción así como prevenir las fallas debidas a la infección causadas por bacterias y fallas debidas a una baja adherencia del recubrimiento
DISEÑO DE DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PROBETAS DE TORSIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE POLICARBONATO SOMETIDO A ESFUERZOS CORTANTES
No full textEn este trabajo de investigación se diseñó y construyó un dispositivo de sujeción de probetas para eliminar el fenómeno de patinamiento que se presenta durante las pruebas de torsión, este dispositivo se integró en un banco de torsión en la máquina INSTRON modelo 55MT2-E1 de 225
N-m de capacidad. Con el dispositivo, se realizaron pruebas de cortante puro a probetas de policarbonato para caracterizar su comportamiento viscoelástico en un estado de desviador de esfuerzos sin esfuerzo hidrostático. Para la validación del dispositivo, se realizaron cálculos estructurales mediante el software Comsol Multiphisics 5.3a (CM) de elementos finitos. Se revisó que las cargas transmitidas por el peso propio del dispositivo a la celda fueran aceptables, que el ángulo de deformación del dispositivo fuera despreciable y que las piezas resistieran el torque máximo que puede generar la máquina