Se han obtenido nanoestructuras de compuestos tipo cobre-selenio por dos técnicas de síntesis. La primera consiste en la síntesis asistida por microondas (MW), el proceso se realizó en un horno microondas modificado para la síntesis, para ello a una solución de sulfito de sodio se le añadió selenio en polvo, esta mezcla fue sometida a radiación microondas al 40% formando así el selenosulfato de sodio para luego agregarle acetato de cobre manteniendo la proporción Cu:Se (1:1) mientras se sometía nuevamente a irradiación al 40%, obteniendo al finalizar un precipitado negro de seleniuro de cobre. Adicionalmente, se realizaron otros experimentos mediante la técnica microondas realizando cambios en la proporción Cu:Se para 2:1 y 3:2. La otra técnica consiste en la molienda mecánica o mecanosíntesis (MS) del cobre y selenio en polvo durante 1, 3, 6, 9 y 12 horas bajo atmosfera inerte saturada con argón, utilizando un molino de sistema vibratorio modelo SPEX 8000M. Durante la molienda mecánica los polvos de cobre y selenio son aplanados luego pasan procesos de fracturación y soldadura dando lugar a reacciones en estado sólido obteniendo seleniuro de cobre. Los productos obtenidos por ambas técnicas de síntesis fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX), microscopia electrónica de barrido (MEB), espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDX), espectrofotometría UV-Vis. A los difractogramas obtenidos se les realizo el refinamiento Rietveld utilizando el programa MAUD v2.33 para determinar la composición y porcentaje de cada fase concurrente en los productos. Empleando el programa OriginPro 2017 b9.4.0.220, las ecuaciones de Scherrer y Williamson-Hall se determinaron el diámetro promedio del cristalito así como también la microtensión inducida por la deformación cristalina. A partir de los espectros de fluorescencia de rayos X, el software DppMCA V 1.0.0.16 y PyMCA V 4.7.4 se realizaron análisis de deconvoluciones para confirmar la presencia del cobre, selenio y otros posibles metales. La banda de energía prohibida se obtuvo empleando las absorbancias y el ploteo de Tauc. Los resultados indican que se formaron las fases Cu2Se, Cu3Se2 y Cu1.8Se. El diámetro promedio del cristalito entre 8 y 83 nm, las microtensiones de 0.00105 a 0.01031 Pa, los defectos superficiales y la banda de energía prohibida directa entre 1 y 2eV, hacen del seleniuro de cobre un material de partida para fabricar células solares y materiales más complejos a través de dopados. / Tesis

Esta tesis consiste en la implementación de la tecnología de impresión 30 como una herramienta para el diseño y fabricación de soportes monolíticos que mejoran las prestaciones de los soportes convencionales. En un primer enfoque se ha empleado la estereolitografía (impresión 30) para la preparación directa de estructuras monolíticas de resina polimérica. Estos monolitos poliméricos con diferentes diseños geométricos se han empleado como soporte de la fase activa Cu0/Ce02 y su rendimiento fue estudiado en la reacción de oxidación preferencial de C0 (C0-Prüx). Un segundo enfoque ha consistido en la preparación de plantillas (moldes) mediante la tecnología de impresión 30 de modelado por deposición fundida, las cuales junto con un procedimiento de síntesis de hidrogeles de resorcinol y formaldehído han permitido obtener estructuras monolíticas de carbón con diferentes configuraciones geométricas de sus canales y una porosidad definida por las condiciones de síntesis. Estos monolitos de carbón se han empleado con éxito como soportes de las fases activas Cu0/Ce02 y Ni/Ce02, y su rendimiento catalítico fue estudiado en la reacción C0-Prüx y la reacción de metanación de C02, respectivamente.

Los materiales porosos están atrayendo mucha atención tanto en la Academia como en la industria por su amplia gama de aplicaciones y potenciales de desarrollo. Debido a sus superiores propiedades intrínsecas y funcionales, se han incrementado los esfuerzos para desarrollar materiales con diferente estructura, tamaño de poro y distribución, con el fin de satisfacer los requisitos en numerosas áreas de aplicación. Se pueden enunciar como ejemplos la gestión del calor, la biomedicina, la filtración, los procesos de separación, el catalizador o el soporte, el almacenamiento, el control acústico, el tratamiento del agua, entre otros. Sin embargo, una parte considerable de la investigación se ha centrado en materiales con una distribución uniforme del tamaño de los poros. No obstante, los estudios actuales sobre materiales multi-porosos indican que, con un diseño metodológico adecuado, es posible adaptar y controlar la microestructura en función de los fines de la aplicación y dar diferentes funciones a cada nivel de porosidad introduciendo diferentes tamaños de poros en la estructura unimodal. Dado que estos materiales multi-porosos bien diseñados (es decir, con distribución bimodal, trimodal y jerárquica) reducen las limitaciones debidas a la difusión con sus distintos niveles de porosidad, son excepcionalmente preferidos en aplicaciones en las que se requiere contener el flujo de fluidos y una elevada superficie. Aunque la atención en el diseño de estructuras multiporosas ha aumentado en los últimos años, los estudios sobre estos materiales multifuncionales ajustables han sido limitados. Esto se debe a que la relación entre la microestructura y las propiedades funcionales es difícil de comprender y controlar. Así pues, el diseño de materiales multi-porosos sigue siendo una tarea difícil en el mundo científico. Teniendo en cuenta la insuficiencia de estudios sobre la síntesis y caracterización de materiales multi-porosos en la literatura, se necesita especialmente la investigación más profunda y detallada de la influencia de los diferentes tamaños de poros en una misma estructura sobre las propiedades funcionales. De acuerdo con este propósito en esta tesis se sintetizaron materiales con porosidad única y múltiple siguiendo métodos de fabricación tanto novedosos como convencionales. Comparando el rendimiento de los materiales con porosidad simple y múltiple, se investigó la influencia de la microestructura en las propiedades y su relación desde diferentes perspectivas. En conclusión, los objetivos específicos de esta tesis son: i) diseñar dos nuevos enfoques experimentales para fabricar espumas metálicas de celdas-abiertas interconectadas multi-porosas utilizando metodologías conocidas y sus combinaciones. ii) demostrar el efecto de la multi-porosidad en un solo cuerpo sobre las propiedades de las espumas fabricadas y demostrar que superan, junto con los nuevos enfoques, a sus homólogos convencionales. iii) presentar nuevos hallazgos científicos y nuevos enfoques sobre la relación entre las propiedades funcionales y estructurales (porosidad, tamaño y distribución de los poros, etc.) mediante una amplia gama de caracterizaciones. iv) Ofrecer metodologías reproducibles de vanguardia para la síntesis de materiales multi-porosos que puedan aplicarse a diferentes tipos de materiales e inspirar futuros trabajos en la comunidad científica. Este estudio de tesis consta de 6 capítulos. El Capítulo 1 explica brevemente la motivación y los objetivos de la tesis. En este capítulo se expone la información sobre los materiales multi-porosos que se pretenden fabricar y el alcance de la tesis. El Capítulo 2 ofrece una introducción a los materiales multi-porosos y sus métodos de fabricación en perspectiva. Se ha realizado un amplio estudio bibliográfico y desde el pasado hasta el presente se presentan los avances y trabajos recientes realizados en la fabricación de estos materiales. En este capítulo se ha prestado especial atención a la producción de espumas metálicas monomodales, bimodales y jerárquicas mediante métodos de replicación, dealeación, plantillas, sinterización y sus combinaciones. En el Capítulo 3 se explican todas las metodologías, montajes experimentales, materiales, parámetros de funcionamiento y maquinaria/dispositivos seguidos en esta tesis sobre la fabricación y caracterización de materiales y se presenta la información teórica relevante. El Capítulo 4, en primer lugar, resume la literatura necesaria sobre la fabricación de espumas metálicas, la infiltración con el método de replicación, las espumas de aluminio y sus áreas de aplicación, y los métodos de caracterización. También se presenta en este capítulo la extensa revisión de la literatura sobre la relación entre las características microestructurales y las propiedades funcionales de los materiales porosos. Se expone cómo, mediante el método de replicación, se fabricaron espumas de aluminio interconectadas de célula abierta con una distribución monomodal y bimodal del tamaño de los poros. Después de la fabricación, se caracterizaron en detalle las propiedades estructurales (densidad, porosidad, distribución del tamaño de los poros, etc.), el comportamiento del flujo de fluidos (caída de presión, permeabilidad, coeficiente de arrastre, regímenes de flujo, etc.) y el comportamiento térmico (coeficiente de transferencia de calor, conductividad térmica) de las espumas. (coeficiente de transferencia de calor, conductividad térmica) de las espumas. El Capítulo 5 presenta un método novedoso para fabricar espumas de plata con eficacia antibacteriana y distribución jerárquica del tamaño de los poros. Para ello, se ha utilizado la combinación de métodos de templado, replicación y dealeación. Con esta combinación y el diseño adecuado de las metodologías se introdujeron micro-, meso- y macroporos en las estructuras de las espumas. Para comparar las propiedades y el rendimiento de las espumas jerárquicas, se fabricaron espumas de plata con porosidad uniforme mediante el método de replicación y el proceso de sinterización, y espumas de plata con solamente nanoporos mediante el método de dealeación. Se llevaron a cabo estudios de caracterización para todas las espumas fabricadas en el sentido de la distribución del tamaño de los poros, la porosidad, la superficie específica, la eficacia antibacteriana, además de la modelización y la estimación de la superficie específica y la distribución del tamaño de los poros. Además de los pasos de las estrategias experimentales, se presentó una información de fondo detallada sobre los principios rectores de los métodos utilizados en este capítulo. En el Capítulo 6 se evaluaron todos los estudios realizados, se resumieron los resultados y las conclusiones, y se presentaron recomendaciones y estrategias para futuros estudios. / Financial support from the Spanish “Agencia Estatal de Investigación” (AEI) and European Union (FEDER funds) through grant MAT2016-77742-C2-2-P. “Santiago Grisolía” grant (GRISOLIA/2017/187) financed by Generalitat Valenciana.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

En esta tesis doctoral se ha optimizado el desarrollo de catalizadores basados en cobre y óxidos mixtos BaTiO3 con estructura perovskita para ser utilizados en la eliminación de los NOx, emitidos por los vehículos diésel, mediante el proceso de almacenamiento y reducción de NOx (NSR). La actividad de los catalizadores para el almacenamiento de NOx ha sido analizada en distintas atmósferas, en condiciones de temperatura programada y mediante ciclos de adsorción y reducción de NOx a distintas temperaturas. Además, se ha llevado a cabo un estudio mecanístico del proceso de almacenamiento de NOx y se ha probado el efecto de la incorporación en la estructura de otros cationes alcalinotérreos, en la resistencia al envenenamiento por SO2 del óxido mixto.

Esta tesis doctoral se ha centrado en la síntesis y caracterización de fotocatalizadores nanoestructurados basados en TiO2 para su aplicación a la oxidación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) en fase gas, en concreto para la oxidación fotocatalítica de propeno y propano. Más específicamente se ha analizado la influencia de las condiciones de preparación de los fotocatalizadores en las propiedades más importantes de los mismos que pudieran tener influencia en su actividad fotocatalítica como son: porosidad, cristalinidad, química superficial, composición química y propiedades electrónicas.

Los materiales compuestos de matriz cerámica basados en carburo de silicio (SiC) presentan excelentes propiedades mecánicas y gran estabilidad estructural a temperaturas superiores a los 1000°C. Por otro lado, el iridio presenta excelentes propiedades a bajas y altas temperaturas y tiene la ventaja de ser altamente resistente a la corrosión. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es sintetizar materiales compuestos basados en SiC e Ir mediante infiltración reactiva con el fin de lograr una sinergia entre las propiedades individuales de los materiales constituyentes. Para lograr una comprensión total del método de procesamiento por infiltración reactiva en estos materiales, la Tesis fue organizada en 7 capítulos. En el capítulo 1 se desarrolla el estado del arte de los materiales compuestos. En el capítulo 2 se explican los materiales y métodos empleados en el seguimiento de la reacción de infiltración, las técnicas de caracterización y los ensayos termomecánicos. En el capítulo 3 se realiza un estudio fundamental de la mojadura de aleaciones de Si-Ir con creciente concentración de Ir sobre sustratos de carbono y SiC. En el capítulo 4 se estudia la reacción del estado sólido y los fenómenos de interfase del Ir puro sobre sustratos de SiC. En el capítulo 5 se evalúa el efecto de la atmósfera de procesamiento en los materiales compuestos finales. En el capítulo 6 se sintetizan los materiales compuestos SiC/Si-IrSi3, donde se estudia el método de infiltración reactiva gracias a la técnica de gota yacente y se evalúan las propiedades finales del material producido. Finalmente, en el capítulo 7 se resumen las principales conclusiones generadas en la memoria. En general, este estudio es una contribución importante para el desarrollo de materiales avanzados que puedan ser utilizados en ambientes altamente oxidantes y/o que requieran alta resistencia a la corrosión (como, por ejemplo, aplicaciones electrónicas). En conclusión, en esta Tesis Doctoral, se ofrece un estudio sistemático y fundamental de la infiltración reactiva para la síntesis de materiales compuestos basados en SiC e Ir. Queda demostrado que los materiales compuestos SiC/Si-IrSi3 surgen como candidatos ideales para aplicaciones estructurales de alta temperatura debido a sus excelentes propiedades termomecánicas y su prometedora resistencia a la oxidación.