Homogeneización de la Guía Docente de “Química del Estado Sólido” en titulaciones de Máster

La asignatura de “Química del Estado Sólido” se imparte actualmente en los Másteres de “Ciencia de Materiales” e “Interuniversitario de Nanociencia y Nanotecnología Molecular”. El programa de esta asignatura en ambos Másteres es ligeramente distinto, ya que en principio así se pensó atendiendo a las particularidades de los objetivos de aprendizaje en cada Máster. Después de la experiencia adquirida tras unos años de funcionamiento de esta asignatura, y dado que la asignatura tiene en ambos Másteres el carácter de “básica”, los autores creen que es posible proceder a una homogeneización curricular con el fin del aprovechamiento de recursos (no sólo humanos, sino también de espacio y tiempo). Esto permite que la asignatura pudiese ser impartida con los mismos objetivos de enseñanza-aprendizaje en ambos Másteres y de manera simultánea. En este trabajos e aborda una propuesta de metodología docente según un enfoque didáctico que cubre las necesidades de formación en ambos Másteres.

Aproximación a los sistemas automatizados de medida en Física del Estado Sólido.

Resumen basado en el de la revista

Adecuación de catalizadores zeolíticos para su aplicación en síntesis de productos químicos finos y catálisis ambiental

La catálisis es la ciencia estratégica por excelencia ya que de ella depende todo el desarrollo de la industria. Si se analiza toda la química y la petroquímica en el mundo se verá que el impacto de ésta alcanza al 50 % en ahorro de material, energía y disminución de sustancias peligrosas para el ambiente. En catálisis heterogénea se emplean materiales sólidos o productos químicos sólidos que poseen un elevado valor de mercado en función de su especificidad. La preparación de dichos materiales involucra principalmente la química del estado sólido y fenómenos de adhesión, gas-sólido y líquido-sólido. Asimismo, presentan una textura complicada y un área superficial bien desarrollada cuya manufactura implica la química coloidal y varios fenómenos de interfase relacionados con la adición, difusión y procesos de movilidad en los sólidos o en sus superficies. Algunos científicos consideran que hacer un catalizador, además de ser una ciencia, es un arte. En este sentido, preparar catalizadores con elevada actividad, selectividad y prolongada vida útil, requiere incrementar el conocimiento de las bases científicas para el desarrollo de diferentes métodos de preparación así como también atender a la actividad inherente a sus componentes (composición química), la estructura física del catalizador, la resistencia mecánica (estabilidad) y las condiciones operativas de la reacción. En función de lo antedicho, cabe señalar que los objetivos de esta investigación son: adecuar y modificar catalizadores zeolíticos selectores de forma según la necesidad del proceso a encarar; y aplicarlos a reacciones de síntesis de productos químicos finos y especialidades, y a procesos catalíticos que involucren el mejoramiento de la calidad del medio ambiente. Para la realización de este plan de trabajo se estudiará el efecto de las condiciones de intercambio en el desarrollo de catalizadores con funciones activas del tipo protónico, amonio, Zn, Ga, Mn, Ni, PB, Mo, Cu, W. También, se tendrá en cuenta su caracterización fisicoquímica y aplicación en reacciones de química fina y catálisis ambiental, tales como: sustitución de aromática electrofílica de anilina con metanol; transalquilación de naftaleno con mesitileno; oxidación de 2 metil naftaleno hacia 2 metil 1,4 naftoquinona (vitamina K3); transformación de residuos plásticos (polietileno, polipropileno y copolimero etileno-polipropileno) en hidrocarburos aromáticos; relación naturaleza sitio activo y actividad catalítica.

Autoaprendizaje experimental de contenidos científico-técnicos avanzados a partir de material didáctico elemental.

Resumen tomado de la publicación

Dihydrogen bonds: a study

Un pont de dihidrogen (dihydrogen bond,DHB) és un tipus de pont d'hidrogen atípic que s'estableix entre un hidrur metàl·lic i un donador de protons com un grup OH o NH. Els ponts de dihidrogen són claus en les característiques geomètriques i altres propietats de compostos que en presenten tan de molècules petites com el dímer de NH3BH3, com d'estructures superiors més complicades com complexes metàl·lics o sòlids. Poden ser útils aplicats a certes molècules o síntesis moleculars per a obtenir nous materials amb propietats o característiques fetes a mida. El treball d'aquesta tesi està orientat a millorar la comprensió dels ponts de dihidrogen, aprofundint en certs aspectes de la seva naturalesa atòmica/molecular utilitzant mètodes teòrics basats en la química física quàntica.

Dispersion and optimization of a calcium sulfoaluminate mortar prepared with superplasticizer

Calcium sulfoaluminate (CSA) cements/mortars are receiving increasing attention since their manufacture produces less CO2 than ordinary Portland cement (OPC) (up to 22% of decrease depending on its composition). These systems are complex and there are many parameters affecting their hydration mechanism, such as water-to-cement (w/c) ratio, type and amount of sulfate source, and so on. Low w/c ratios, within certain limits, may reduce the porosity and consequently, improve the mechanical strengths. However, it is accompanied by an increasing of viscosity and lack of both workability and homogeneity, with the consequent negative effect on the mechanical properties. The dispersion of the particles through the adsorption of the right amount and type of additives, such as superplasticizers, is a key point to improve the workability of mortars allowing both the preparation of homogeneous mixtures and the reduction of the amount of mixing water. This work deals with the preparation and optimization of homogeneous CSA-mortars with improved mechanical strengths. The optimum amount of superplasticizer was optimized through rheological measurements. The effect of different amounts of the superplasticizer on the viscosity of the mortars, its hydration mechanism and corresponding mechanical properties has been studied and will be discussed.

Synthesis of active Belite-Alite-Ye'elimite clinker (BAY)

Ordinary Portland cement (OPC) is an environmentally contentious material, as for every ton of OPC produced, on average, 0.97 tons of CO2 are released. Ye'elimite-rich cements are considered as eco-cements because their manufacturing process releases less CO2 into the atmosphere than OPC; this is due to the low calcite demand. Belite-Alite-Ye’elimite (BAY) cements are promising eco-friendly building materials as OPC substitutes at a large scale. The reaction of alite and ye´elimite with water should develop cements with high mechanical strengths at early ages, while belite will contribute to later curing times. However, they develop lower mechanical strengths at early-medium ages than OPC. It is known that the presence of different polymorphs of ye'elimite and belite affects the hydration due to the different reactivity of those phases. Thus, a solution to this problem may be well the activation of BAY clinkers by preparing them with 'H-belite and pseudo-cubic-ye'elimite, jointly with alite. The aim of this work is the preparation and characterization of active-BAY clinkers which contain high percentages of coexisting 'H-belite and pseudo-cubic-ye'elimite, jointly with alite to develop, in a future step, comparable mechanical strengths to OPC. The parameters evolved in the preparation of the clinker have been optimized, including the selection of raw materials (mineralizers and activators) and clinkering conditions. Finally, the clinker was characterized through laboratory X-ray powder diffraction, in combination with the Rietveld methodology, and scanning electron microscopy.

Synthesis and behavior of Belite-Alite-Ye’elimite (BAY) cement

Ye’elimite based cements have been studied since 70’s years in China, due to the irrelevant characteristics from a hydraulic and environmental point of view. One of them is the reduced fuel consumption, related to the lower temperature reaction required for this kind of cement production as compared to Ordinary Portland Cement (OPC), another characteristic is the reduced requirement of carbonates as a typical raw material, compared to OPC, with the consequent reduction in CO2 releases (~22%)from combustion. Thus, Belite-Ye’elimite-Ferrite (BYF) cements have been developed as potential OPC substitutes. BYF cements contain belite as main phase (>50 wt%) and ye´elimite as the second content phase (~30 wt%). However, an important technological problem is associated to them, related to the low mechanical strengths developed at intermediate hydration ages (3, 7 and 28 days). One of the proposed solutions to this problem is the activation of BYF clinkers by preparing clinkers with high percentage of coexisting alite and ye'elimite. These clinkers are known Belite-Alite-Ye’elimite (BAY) cements. Their manufacture would produce ~15% less CO2 than OPC. Alite is the main component of OPC and is responsible for early mechanical strengths. The reaction of alite and ye´elimite with water will develop cements with high mechanical strengths at early ages, while belite will contribute to later curing times. Moreover, the high alkalinity of BAY cement pastes/mortars/concretes may facilitate the use of supplementary cementitious materials with pozzolanic activity which also contributes to decrease the CO2 footprint of these ecocements. The main objective of this work was the design and optimization of all the parameters evolved in the preparation of a BAY eco-cement that develop higher mechanical strengths than BYF cements. These parameters include the selection of the raw materials (lime, gypsum, kaolin and sand), milling, clinkering conditions (temperature, and holding time), and clinker characterization The addition of fly ash has also been studied. All BAY clinker and pastes (at different hydration ages) were mineralogically characterized through laboratory X-ray powder diffraction (LXRPD) in combination with the Rietveld methodology to obtain the full phase assemblage including Amorphous and Crystalline non-quantified, ACn, contents. The pastes were also characterized through rheological measurements, thermal analyses (TA), scanning electronic microscopy (SEM) and nuclear magnetic resonance (NMR). The compressive strengths were also measured at different hydration times and compared to BYF.

Synthesis and characterization of low-cost materials for aqueous Na-ion batteries

136 p.

Estudio cuantitativo de la reacción en estado sólido del fluorapatito

Mediante difracción de rayos X se valora cuantitativamente el fluoruro cálcico remanente en la reacción al estado sólido con hidroxiapatito, para formar fluorapatito, a distintos tiempos y temperaturas de tratamiento térmico. Se observa que tanto el aumento de temperatura como el tiempo de calefacción hacen descender el porcentaje de fluoruro cálcico libre, que por otra parte siempre está presente, por cuanto la reacción no es total.

Síntesis por reacción en estado sólido del clorapatito de plomo (Piromorfita)

En el presente trabajo se estudia la síntesis de la reacción en el estado sólido entre el Pbs(PO4)a y el PbCla y la influencia de la temperatura sobre dicha reacción. La fase sintetizada, sometiendo la mezcla a diferentes tiempos de calefacción y a diversos intervalos de temperaturas, ha sido estudiada mediante difracción de rayos X.

Fermentación en estado sólido del mijo perla (Pennisetum americahum (L.) Leeke) por Rhizopus oligosporus para la obtención de un producto rico en proteína

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Alimentos) UANL

Estado actual de la Física y Química desde el punto de vista científico.

Se realiza un estudio sobre el panorama de la Física desde el punto de vista de los campos convencionales de la misma: Mecánica, Termodinámica, Óptica y Electricidad. Los temas que se tratan son: el láser, la física nuclear y partículas fundamentales, los quarks, la física del estado sólido, las fuentes de energía del futuro, física y química del plasma, química inorgánica moderna, métodos instrumentales de análisis, y la química orgánica. Por último, se hace referencia al futuro del cosmos.

Produção de ligno-hemi-celulases por fermentação em estado sólido e avaliação dos efeitos da aplicação das enzimas na composição química e estrutura do bagaço e da palha de cana

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)