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ZIF’s como soporte catalítico y fuente primaria de carbono en la síntesis de materiales nanoestructurados de carbono y su aplicación en el almacenamiento de hidrógeno
Get PDF113 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales.En la actualidad, el uso desmedido de los combustibles fósiles, debido al crecimiento de la población, ha provocado problemas ambientales severos, como lo es el calentamiento global. Por ello, la búsqueda de nuevos combustibles limpios como el metanol e hidrógeno ha tenido un gran crecimiento, principalmente en el almacenamiento de este último. En el presente trabajo se planteó la síntesis verde de diferentes materiales ZIFs (ZIF-67, basados en Co y Ni); estos materiales, debido a sus propiedades, son competentes para el almacenamiento de hidrógeno y, además, como catalizadores en la síntesis de nanotubos de carbono. Se estudiaron tres tipos de síntesis verdes, con la finalidad de disminuir los contaminantes que se pueden generar en el proceso; el método hidrotermal, método ionotermal (usando un solvente eutéctico profundo) y el método mecanoquímico (solamente el método hidrotermal está reportado en la literatura para la síntesis de este material). Posteriormente, a estos materiales sintetizados se les realizaron pruebas para evaluar su eficiencia en el almacenamiento de hidrógeno. Por último, los ZIFs sintetizados se emplearon en el crecimiento de nanotubos de carbono por el método CVD, donde estos ZIFs se usaron como una fuente primaria de carbono. Finalmente, todos los materiales sintetizados (ZIFs y NTCs) fueron caracterizados por diferentes técnicas analíticas tales como: Difracción de rayos-X, espectroscopia FT-IR, espectroscopia Raman, microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de rayos-X dispersivos y por fisisorción de nitrógeno. Para el caso del almacenamiento de hidrógeno los ZIF-67(Co) sintetizados por los métodos hidrotermal e ionotermal obtuvieron los mejores resultados (4.74% y 3.04%, respectivamente).Investigación realizada con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México). CONACYT
Identifying the active sites in catalytic hydrodesulfuration
Get PDFEste artículo analiza las evidencias de estudios experimentales para deducir un nuevo mecanismo de reacción de hidrodesulfuración (HDS), donde el sitio activo es similar a un carbono sulfurado (¨CS¨) unido a un metal. Además, en base a la ecuación de Chianelli (MoS₂-ₓCₓ), se comprobó que la estructura con composición MoCS es el sitio activo. Esta investigación identifica el mecanismo de reacción (después de la activación inicial) y modifica la ecuación química que tradicionalmente se ha utilizado en la hidrodesulfuración. El artículo ayuda a entender que la presencia de compuestos carbonosos en los catalizadores de HDS desarrolla nuevos sitios catalíticos mejorados. Este trabajo, también ayuda a poner fin a la controversia sobre la naturaleza de la fase activa en HDS, al proponer un nuevo mecanismo nunca antes propuesto.This article analyzes the evidences of experimental studies to deduce a new reaction mechanism of Hydrodesulfurization (HDS), where the active site is similar to a sulphided carbon (¨CS¨) bonded to a metal. In addition, based on the Chianelli equation (MoS₂-ₓCₓ), the structure with MoCS composition was found to be the active site. This research identifies the reaction mechanism (after the initial activation) and modifies the chemical equation that traditionally has been used in Hydrodesulfurization. The article helps to understand that the presence of carbonaceous compounds in the HDS catalysts develops new improved catalytic sites. This work also helps to end the controversy on the nature of the active phase in HDS, by proposing a new mechanism never before proposed
Study of the photocatalytic degradation of the Orange II dye, when titania is doped with Ag and graphene
Get PDFEn este estudio se prepararon catalizadores como TiO₂, Ag/TiO₂, óxido de grafeno/TiO₂, fueron sintetizados por el método sol-gel y calcinados a 450°C. Los catalizadores fueron estudiados analizado la difracción de rayos X, espectroscopia Raman y MEB. Se probaron las propiedades fotocatalíticas en la degradación del colorante Naranja II, usando luz visible. Las muestras tienen estructuras cristalinas con la fase anatasa, y son materiales mesoporosos. En el estudio de MEB se identificaron las láminas de óxido de grafeno y la existencia de partículas de plata sobre las partículas del TiO₂. Además, se propusieron los mecanismos que explican los pasos de la activación de los sitios fotocatalíticos de la titania y se aclaró como la plata y el grafeno evitan la recombinación del hueco-electrón.In this study, catalysts such as TiO₂, Ag/TiO₂, graphene oxide/TiO₂ were prepared, synthesized by the sol-gel method and calcined at 450°C. The catalysts were studied by analyzing X-ray diffraction, Raman spectroscopy and SEM. The photocatalytic properties in the degradation of Orange II dye was tested using visible light. The samples have crystalline structures with the anatase phase, and are mesoporous materials. In the SEM study, the graphene oxide sheets and the existence of silver particles on the TiO₂ particles were identified. In addition, the mechanisms that explain the activation steps of the photocatalytic sites of titania were proposed and it was clarified how silver and graphene prevent hole-electron recombination
Tratamiento de un agua de manantial proveniente de Coatepec Harinas, Estado de México mediante fotocatálisis para la eliminación de contaminantes provenientes de plaguicidas
No full text73 páginas. Ingeniería Ambiental
Degradación de colorantes azo mediante sonocatálisis y sono-fotocatálisis
No full text53 páginas. Ingeniería Ambiental
El efecto del fósforo en las reacciones de hidrodesulfuración
Get PDFMediante este trabajo se analiza la naturaleza de la fase activa y se examina la ecuación química que tradicionalmente se ha utilizado en hidrodesulfuración (HDS) y la nueva propuesta. Mediante la nueva propuesta que explica la fase activa de la HDS, donde se cambia completamente el concepto que se tenía sobre el efecto de la deposición de compuestos de carbón sobre los catalizadores, se determina el efecto del fosforo. Se explica por qué el níquel, el hierro y el cobalto se utilizan experimentalmente específicamente en hidrodesulfuración y por qué el fosforo conduce a una mejor actividad en HDS al doparse sobre los metales activos. Mediante este trabajo, cuando se analizan los conceptos del comportamiento de los organometálicos (M-CS), se pueden explicar el efecto del fosforo y el aumento de la actividad de las reacciones de HDS.This work analyzes the nature of the active phase and examines the chemical equation that has traditionally been used in hydrodesulfurization (HDS) and the new proposal. Through the new proposal that explains the active phase of the HDS, where the concept of the deposition of carbon compounds on the catalysts is completely changed, the phosphorus effect is determined. It explains why nickel, iron and cobalt are used experimentally specifically in hydrodesulfurization and why phosphorus leads to a better activity in HDS by doping on active metals. Through this work, when analyzing the concepts of organometallic behavior (M-CS), the effect of phosphorus and the increase in the activity of HDS reactions can be explained
Efectos de los precursores metálicos en la síntesis de aluminas y silico-aluminatos por el método Sol-Gel
Get PDFEl presente trabajo comprende la preparación, caracterización y evaluación catalítica de soportes catalíticos a partir de alúmina y de silico-aluminatos amorfos. EI método de preparación fue la síntesis por el método sol-gel. La síntesis se realizó con precursores metálicos diferentes: etóxido, secbutóxido e isopropóxido de aluminio. El trabajo se realizó en dos partes: 11.- Se estudió el efecto del precursor de aluminio y el efecto de la cantidad de agua adicionada en la síntesis de silico-aluminatos. 21.- Se estudió el efecto del precursor de aluminio en la síntesis de alúminas. Los materiales preparados se caracterizaron mediante fisisorción de nitrógeno, termodesorción programada de amoníaco, adsorción de piridina, microscopía electrónica, resonancia magnética nuclear, espectroscopia infrarroja, análisis termogravimétrico, análisis térmico diferencial, difracción de rayos X, y actividad catalítica (deshidratación de isopropanol). Resultados importantes: Las propiedades Fisico-químicas de las alúminas sintetizadas con etóxido de aluminio, son diferentes a las que presentan las alúminas sintetizadas con isopropóxido y secbutóxido de aluminio. El tamaño de los grupos alcoxi modifica las propiedades ácidas, catalíticas y estructurales de los sólidos sintetizados. La presencia de aluminios en posición pentagonal dentro de los silico- aluminatos mejora su actividad catalítica. El contenido de agua modifica las propiedades físicas y químicas de los silico-aluminatos sintetizados. Cuando la alúmina se sintetiza con la mezcla secbutóxido más etóxido de aluminio se genera una estructura heterogénea, que es responsable de una mejor actividad catalítica
Breviario de estructura de los materiales
Get PDF1 archivo PDF (59 páginas)El presente breviario es un manual conciso, que les permite a los alumnos seguir las ciases de su maestro, estudiar, entender e investigar los temas de su Materia Estructura de los materiales. Su contenido es un resumen o síntesis de los principales temas de la materia
EFECTO DE LOS PRECURSORES METALICOS EN LA SINTESIS DE ALUMINAS Y SILICO-ALUMINATOS POR EL METODO SOL-GEL
No full textComputational study on the effect of thermodynamic operating conditions on primary atomization in pressure-swirl atomizers
No full text[EN] Reducing pollutants and carbon emissions is a main and commonplace concern nowadays. Improving liquid breakup efficiency in injection processes for combustion applications may lead to important benefits in that regard. In this work, the effect of varying the injection conditions in terms of their thermodynamic state is studied when injecting liquid fuel into quiescent air through a simplex pressure-swirl atomizer. For that purpose, high-fidelity DNS-like simulations are carried out. Results, validated by comparing the spray macroscopic shape with experimental pictures, show a realistic breakup mechanism already observed in previous studies. An improvement in breakup capabilities is observed when preheating both fuel and air. In this case, the injected liquid sheet is thinner and presents more instabilities, leading to an earlier breakup in the axial direction. Besides, the generated droplet population is larger and finer than that of the ambient temperature injection, indicating a better atomization efficiency. A size-growing trend is observed in the droplet population for both cases when getting far away from the nozzle, but is more noticeable in the low-temperature condition. This investigation helps to understand the first stage of the liquid breakup in pressure-swirl atomizers. Its results, complemented with those from simulating different operating conditions or fuels for the same atomizer, can be used to elaborate prediction models able to faithfully represent the primary atomization outcomes when using lower resolution methods more accessible from the computational standpoint. Besides, the importance of internal injector flow characteristics is also demonstrated, particularly when considering liquid film thickness, both mean and fluctuation. These findings indicate that a possible model based on internal injector flow studies may also be feasible for determining atomization efficiency.This research has been funded by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovaci¿ on through the project TED2021-129719B-C22: Micromixes utilization for stable continuous hydrogen combustion for zero-carbon aviation MIXSHY, belonging to the program Programa de proyectos estrat¿ egicos de transici¿ on ecol¿ ogica y digital . The authors thankfully acknowledge the computer resources at MareNostrum and the technical support provided by Barcelona Supercomputing Center (RES-IM-20232-0022). Lozano A. is supported through the contract FPU of the Ministerio de Educaci¿ on y Formaci¿ on Profesional .Salvador, FJ.;Carreres, M.;Demoulin, F.;Lozano-Antón, A. (2025). Computational study on the effect of thermodynamic operating conditions on primary atomization in pressure-swirl atomizers. International Journal of Multiphase Flow. 183. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2024.105066S18
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