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1. Research and New Smart Techniques on the Characterisation of New Self-compacting Concrete with Industrial Wastes and Fibres to Increase its Sustainability and Service Life

Author: Rojo-López, Gemma and Rojo-López, Gemma
Abstract: [Resumo] Este traballo aborda o desenvolvemento de mesturas autocompactantes coa incorporación de materiais suplementarios procedentes de residuos industriais como substitutos de cemento para aumentar a sustentabilidade, así como a introdución de fibras para aumentar a vida útil das mesturas. Estes materiais propostos son cinza de biomasa e po de granito, que se consideran residuos industriais na "Eurorrexión Galicia-Norte de Portugal" e son abundantes. Dada a crecente presión social cara á xestión sostible dos residuos e a eficiencia dos recursos, o uso destes materiais suplementarios procedentes de residuos industriais axuda a alcanzar os obxectivos de mitigación de CO2 avanzando cara a unha economía circular. Neste sentido, este estudo desenvolveuse a nivel de pasta, morteiro e formigón, deseñando diferentes mesturas de base cemento e analizando o seu comportamento mediante técnicas de extracción de coñecemento e reoloxía para obter parámetros óptimos de dosificación. Ademais, para aumentar a vida útil das mesturas propostas, estudouse a inclusión de fibras metálicas e de polipropileno. Os resultados obtidos permitiron concluír que o uso de materiais cementantes suplementarios para aumentar a sustentabilidade das mesturas autocompactantes é unha boa opción. Ademais, a inclusión de fibras proporciona beneficios tanto ambientais como económicos sen inconvenientes significativos no comportamento fresco e endurecido dos formigóns., [Resumen] Este trabajo aborda el desarrollo de mezclas autocompactantes con la incorporación de materiales suplementarios procedentes de residuos industriales como sustitutos de cemento para aumentar la sostenibilidad, así como la introducción de fibras para aumentar la vida útil. Estos materiales propuestos son ceniza de biomasa y polvo de granito, que se consideran residuos industriales en la "Eurorregión Galicia-Norte de Portugal" y son abundantes. Dada la creciente presión social hacia la gestión sostenible de los residuos y la eficiencia de los recursos, el uso de estos materiales suplementarios procedentes de residuos industriales ayuda a alcanzar los objetivos de mitigación de CO2 avanzando hacia una economía circular. En este sentido, este estudio se ha desarrollado a nivel de pasta, mortero y hormigón, diseñando diferentes mezclas de base cemento y analizando su comportamiento mediante técnicas de extracción de conocimiento y reología para obtener parámetros óptimos de dosificación. Además, para aumentar la vida útil de las mezclas propuestas, se estudió la inclusión de fibras metálicas y de polipropileno. Los resultados obtenidos permitieron concluir que el uso de materiales cementantes suplementarios para aumentar la sostenibilidad de las mezclas autocompactantes es una buena opción. Además, la inclusión de fibras proporciona beneficios tanto medioambientales como económicos sin inconvenientes significativos en el comportamiento fresco y endurecido de los hormigones., [Abstract] This work addresses the development of self-compacting mixtures with the incorporation of supplementary materials from industrial waste as cement substitutes to increase sustainability, as well as the introduction of fibres to increase the service life of the mixtures. These proposed materials are biomass ash and granite powder, which are abundantly available and considered wastes from the local industry in the “Galicia–North of Portugal Euroregion”. Given the rising social pressure towards sustainable waste management and resource efficiency, the use of supplementary cementitious materials coming from industrial wastes helps to achieve CO2 mitigation goals advancing towards a circular economy. In this regard, this study was developed at the paste, mortar and concrete level, designing different cement-based mixtures and analysing their performance through knowledge extraction techniques and rheology to obtain the optimum dosage parameters. In addition, to increase the service life of the proposed mixtures, the inclusion of metallic and polypropylene fibres was studied. The results obtained led to the conclusion that the use of supplementary cementitious materials to increase the sustainability of self-compacting mixes is a good option. Moreover, the inclusion of fibres provides both environmental and economic gains without significant drawbacks in the fresh and hardened behaviour of the concretes.
Published: 2024

2. Literature Review on the Development of New Lithium-Functionalized Adsorbent Materials for Sustainable Energy Storage

Author: Herrera Cuadrado, Zayda Vanessa and Herrera Cuadrado, Zayda Vanessa
Abstract: The increasing demand for energy and the environmental challenges associated with the use of fossil fuels have driven the exploration of cleaner energy alternatives, such as hydrogen. This article reviews the possibilities of hydrogen storage using porous materials, focusing on adsorbents derived from lignocellulosic biomass, particularly avocado seeds. The functionalization of these materials with lithium enhances their storage capacities, making them an attractive and cost-effective option. The research focuses on synthesizing activated carbons through thermochemical processes and analyzing the impact of lithium incorporation on their adsorption properties. Despite technological challenges, such as the management of synthesis variables, it concludes that lithium-functionalized adsorbents represent a viable and sustainable alternative for the energy transition. This approach also contributes to the circular economy by utilizing agricultural waste, aiding in addressing environmental issues related to the disposal of such waste., El incremento en la demanda de energía y los desafíos ambientales asociados al uso de combustibles fósiles han impulsado la investigación de alternativas energéticas más limpias, como el hidrógeno. Este artículo revisa las posibilidades de almacenamiento de hidrógeno utilizando materiales porosos, con un enfoque en adsorbentes obtenidos a partir de biomasa lignocelulósica, particularmente de semillas de aguacate. La funcionalización de estos materiales con litio permite mejorar sus capacidades de almacenamiento, lo que los hace una opción atractiva y económica. La investigación se centra en sintetizar carbones activados mediante procesos termoquímicos y en analizar el impacto de la incorporación de litio en sus propiedades de adsorción. A pesar de los desafíos tecnológicos, como la manipulación de variables de síntesis, se concluye que los adsorbentes funcionalizados con litio representan una alternativa viable y sostenible para la transición energética. Este enfoque también contribuye a la economía circular mediante el aprovechamiento de residuos agrícolas, ayudando a resolver problemas ambientales relacionados con la disposición de estos desechos.
Published: 2024

3. Research and New Smart Techniques on the Characterisation of New Self-compacting Concrete with Industrial Wastes and Fibres to Increase its Sustainability and Service Life

Author: González-Fonteboa, Belén, Martínez-Abella, Fernando, Martínez-Abella, Fernando (Titor), Rojo-López, Gemma, González-Fonteboa, Belén, Martínez-Abella, Fernando, Martínez-Abella, Fernando (Titor), and Rojo-López, Gemma
Abstract: [Resumo] Este traballo aborda o desenvolvemento de mesturas autocompactantes coa incorporación de materiais suplementarios procedentes de residuos industriais como substitutos de cemento para aumentar a sustentabilidade, así como a introdución de fibras para aumentar a vida útil das mesturas. Estes materiais propostos son cinza de biomasa e po de granito, que se consideran residuos industriais na "Eurorrexión Galicia-Norte de Portugal" e son abundantes. Dada a crecente presión social cara á xestión sostible dos residuos e a eficiencia dos recursos, o uso destes materiais suplementarios procedentes de residuos industriais axuda a alcanzar os obxectivos de mitigación de CO2 avanzando cara a unha economía circular. Neste sentido, este estudo desenvolveuse a nivel de pasta, morteiro e formigón, deseñando diferentes mesturas de base cemento e analizando o seu comportamento mediante técnicas de extracción de coñecemento e reoloxía para obter parámetros óptimos de dosificación. Ademais, para aumentar a vida útil das mesturas propostas, estudouse a inclusión de fibras metálicas e de polipropileno. Os resultados obtidos permitiron concluír que o uso de materiais cementantes suplementarios para aumentar a sustentabilidade das mesturas autocompactantes é unha boa opción. Ademais, a inclusión de fibras proporciona beneficios tanto ambientais como económicos sen inconvenientes significativos no comportamento fresco e endurecido dos formigóns., [Resumen] Este trabajo aborda el desarrollo de mezclas autocompactantes con la incorporación de materiales suplementarios procedentes de residuos industriales como sustitutos de cemento para aumentar la sostenibilidad, así como la introducción de fibras para aumentar la vida útil. Estos materiales propuestos son ceniza de biomasa y polvo de granito, que se consideran residuos industriales en la "Eurorregión Galicia-Norte de Portugal" y son abundantes. Dada la creciente presión social hacia la gestión sostenible de los residuos y la eficiencia de los recursos, el uso de estos materiales suplementarios procedentes de residuos industriales ayuda a alcanzar los objetivos de mitigación de CO2 avanzando hacia una economía circular. En este sentido, este estudio se ha desarrollado a nivel de pasta, mortero y hormigón, diseñando diferentes mezclas de base cemento y analizando su comportamiento mediante técnicas de extracción de conocimiento y reología para obtener parámetros óptimos de dosificación. Además, para aumentar la vida útil de las mezclas propuestas, se estudió la inclusión de fibras metálicas y de polipropileno. Los resultados obtenidos permitieron concluir que el uso de materiales cementantes suplementarios para aumentar la sostenibilidad de las mezclas autocompactantes es una buena opción. Además, la inclusión de fibras proporciona beneficios tanto medioambientales como económicos sin inconvenientes significativos en el comportamiento fresco y endurecido de los hormigones., [Abstract] This work addresses the development of self-compacting mixtures with the incorporation of supplementary materials from industrial waste as cement substitutes to increase sustainability, as well as the introduction of fibres to increase the service life of the mixtures. These proposed materials are biomass ash and granite powder, which are abundantly available and considered wastes from the local industry in the “Galicia–North of Portugal Euroregion”. Given the rising social pressure towards sustainable waste management and resource efficiency, the use of supplementary cementitious materials coming from industrial wastes helps to achieve CO2 mitigation goals advancing towards a circular economy. In this regard, this study was developed at the paste, mortar and concrete level, designing different cement-based mixtures and analysing their performance through knowledge extraction techniques and rheology to obtain the optimum dosage parameters. In addition, to increase the service life of the proposed mixtures, the inclusion of metallic and polypropylene fibres was studied. The results obtained led to the conclusion that the use of supplementary cementitious materials to increase the sustainability of self-compacting mixes is a good option. Moreover, the inclusion of fibres provides both environmental and economic gains without significant drawbacks in the fresh and hardened behaviour of the concretes.
Published: 2024

4. Síntesis de un Material Poroso Modificado con Magnetita para la Degradación de Fármacos por Oxidación Tipo Fenton.

Author: Moreno Medrano, Edgar David, Peña Jaramillo, José Patricio, Pérez García, Maria Guadalupe, and Pedroza Toscano, Miguel Ángel
Abstract: Copyright of Congreso Internacional de Investigacion Academia Journals is the property of PDHTech, LLC and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
Published: 2021

5. Contributions in the acoustic study of fluid-structure interaction problems with porous materials and thin structures

Author: Hervella-Nieto, Luis María, Prieto, A., Sagartzazu, Xabier, Hervella-Nieto, Luis María, Prieto, A., and Sagartzazu, Xabier
Abstract: [Abstract] This thesis addresses a vibroacoustic problem in a coupled system consisting of a fluid domain, a poroelastic domain, and a thin elastic solid, such as a flexible plate, through a numerical and experimental method. The understanding of acoustic wave propagation in this coupled problem and the search for mathematical models to simulate and predict the attenuation introduced by porous materials in industrial case studies were proposed within the mechanical engineering research group at the technological centre IKERLAN. To achieve this, a literature review is first conducted on poroelastic materials to understand the parameters they depend on, how they are measured and experimentally characterized, and the study of the different existing mathematical models to simulate wave propagation through these materials. Subsequently, the coupled problem is modeled by developing a finite element numerical code applied to the specific case study of a hexahedral cavity with rigid walls except for the upper wall, which is formed by a thin flexible aluminium plate screwed to the cavity and covered with a layer of poroelastic material. Different models for poroelastic material modeling are compared, ranging from empirical models and phenomenological models of equivalent fluid to models that take into account both the fluid and solid phases of the material. The pressure in the fluid domain is discretized with continuous Q1-Lagrange elements, the plate is discretized by combining standard Q1-Lagrange elements for membrane displacements with MITC4 elements for bending displacements. The poroelastic domain is modeled in each case through its characteristic impedance (considering rigid or movil wall impedance) in empirical models, discretized as the fluid but with density and compressibility modulus with dissipative parts in the equivalent fluid models, and discretized through displacement-displacement degrees of freedom using (Q1)3-Lagrange elements when both solid and fluid ph, [Resumen] Esta tesis aborda a traves de un metodo numerico y experimental un problema vibroacustico en un sistema acoplado comprendido de un dominio de fluido, un dominio poroelastico y un solido elastico fino como es una placa flexible. La comprension de la propagacion de ondas acusticas en dicho problema acoplado y la busqueda de modelos matematicos para simular y predecir la atenuacion que introducen los materiales porosos en casos de estudio industriales fue planteado dentro del grupo de investigacion de ingenieria mecanica del centro tecnologico IKERLAN. Para ello, primero se lleva a cabo una revision bibliografica sobre los materiales poroelasticos, para conocer los parametros de que dependen, como se miden y se caracterizan experimentalmente, y el estudio de los diferentes modelos matematicos existentes para simular la propagacion de ondas a traves de dichos materiales. Posteriormente, se modela el problema acoplado desarrollando un codigo numerico por elementos finitos aplicado al caso de estudio concreto de una cavidad hexaedrica de paredes rigidas salvo la pared superior formada por una placa fina flexible de aluminio atornillada a la cavidad y recubierta de una capa de material poroelastico. Se comparan diferentes modelos para la modelizacion del material poroso, desde modelos empiricos y modelos fenomenologicos de fluido equivalente, hasta modelos que tienen en cuenta las dos fases, fluida y solida, del material. La presion del dominio de fluido se discretiza con elementos de Lagrange Q1, la placa se discretiza combinando elementos de Lagrange Q1 para los desplazamientos de membrana con elementos MITC4 para los desplazamientos de flexion. El dominio poroelastico se modela en cada caso a traves de su impedancia caracteristica (considerando impedancia de pared rigida o movil) en los modelos empiricos, discretizado como el fluido pero con densidad y modulo de compresibilidad con partes disipativas en los modelos de fluido equivalente, y discretizando a trav, [Resumo] Esta tese aborda a traves dun metodo numerico e experimental un problema vibroacustico nun sistema acoplado comprendido dun dominio de fluido, un dominio poroelastico e un solido elastico fino como e unha placa flexible. A comprension da propagacion de ondas acusticas nese problema acoplado e a busca de modelos matematicos para simular e prever a atenuacion que introducen os materiais porosos en casos de estudo industriais foi exposto dentro do grupo de investigacion de enxenaria mecanica do centro tecnoloxico IKERLAN. Para iso, primeiro levase a cabo unha revision bibliografica sobre os materiais poroelasticos, para conecer os parametros de que dependen, como se miden e caracterizanse experimentalmente, e o estudo dos diferentes modelos matematicos existentes para simular a propagacion de ondas a traves dos devanditos materiais. Posteriormente, modela o problema acoplado desenvolvendo un codigo numerico por elementos finitos aplicado ao caso de estudo concreto dunha cavidade hexaedrica de paredes rixidas salvo a parede superior formada por unha placa fina flexible de aluminio aparafusada a cavidade e recuberta dunha capa de material poroelastico. Comparanse diferentes modelos para a modelizacion do material poroso, desde modelos empiricos e modelos fenomenoloxicos de fluido equivalente, ata modelos que tenen en conta as duas fases, fluida e solida, do material. A presion do dominio de fluido se discretiza con elementos de Lagrange Q1, a placa se discretiza combinando elementos de Lagrange Q1 para os desprazamentos de membrana con elementos MITC4 para os desprazamentos de flexion. O dominio poroelastico se modela en cada caso a traves do seu impedancia caracteristica (considerando impedancia de parede rixida ou mobil) nos modelos empiricos, discretizado como o fluido pero con densidade e modulo de compresibilidad con partes disipativas nos modelos de fluido equivalente, e discretizando a traves de graos de liberdade de desprazamento-desprazamento con elemen
Published: 2023

6. Contributions in the acoustic study of fluid-structure interaction problems with porous materials and thin structures

Author: Sagartzazu, Xabier and Sagartzazu, Xabier
Abstract: [Abstract] This thesis addresses a vibroacoustic problem in a coupled system consisting of a fluid domain, a poroelastic domain, and a thin elastic solid, such as a flexible plate, through a numerical and experimental method. The understanding of acoustic wave propagation in this coupled problem and the search for mathematical models to simulate and predict the attenuation introduced by porous materials in industrial case studies were proposed within the mechanical engineering research group at the technological centre IKERLAN. To achieve this, a literature review is first conducted on poroelastic materials to understand the parameters they depend on, how they are measured and experimentally characterized, and the study of the different existing mathematical models to simulate wave propagation through these materials. Subsequently, the coupled problem is modeled by developing a finite element numerical code applied to the specific case study of a hexahedral cavity with rigid walls except for the upper wall, which is formed by a thin flexible aluminium plate screwed to the cavity and covered with a layer of poroelastic material. Different models for poroelastic material modeling are compared, ranging from empirical models and phenomenological models of equivalent fluid to models that take into account both the fluid and solid phases of the material. The pressure in the fluid domain is discretized with continuous Q1-Lagrange elements, the plate is discretized by combining standard Q1-Lagrange elements for membrane displacements with MITC4 elements for bending displacements. The poroelastic domain is modeled in each case through its characteristic impedance (considering rigid or movil wall impedance) in empirical models, discretized as the fluid but with density and compressibility modulus with dissipative parts in the equivalent fluid models, and discretized through displacement-displacement degrees of freedom using (Q1)3-Lagrange elements when both solid and fluid ph, [Resumen] Esta tesis aborda a traves de un metodo numerico y experimental un problema vibroacustico en un sistema acoplado comprendido de un dominio de fluido, un dominio poroelastico y un solido elastico fino como es una placa flexible. La comprension de la propagacion de ondas acusticas en dicho problema acoplado y la busqueda de modelos matematicos para simular y predecir la atenuacion que introducen los materiales porosos en casos de estudio industriales fue planteado dentro del grupo de investigacion de ingenieria mecanica del centro tecnologico IKERLAN. Para ello, primero se lleva a cabo una revision bibliografica sobre los materiales poroelasticos, para conocer los parametros de que dependen, como se miden y se caracterizan experimentalmente, y el estudio de los diferentes modelos matematicos existentes para simular la propagacion de ondas a traves de dichos materiales. Posteriormente, se modela el problema acoplado desarrollando un codigo numerico por elementos finitos aplicado al caso de estudio concreto de una cavidad hexaedrica de paredes rigidas salvo la pared superior formada por una placa fina flexible de aluminio atornillada a la cavidad y recubierta de una capa de material poroelastico. Se comparan diferentes modelos para la modelizacion del material poroso, desde modelos empiricos y modelos fenomenologicos de fluido equivalente, hasta modelos que tienen en cuenta las dos fases, fluida y solida, del material. La presion del dominio de fluido se discretiza con elementos de Lagrange Q1, la placa se discretiza combinando elementos de Lagrange Q1 para los desplazamientos de membrana con elementos MITC4 para los desplazamientos de flexion. El dominio poroelastico se modela en cada caso a traves de su impedancia caracteristica (considerando impedancia de pared rigida o movil) en los modelos empiricos, discretizado como el fluido pero con densidad y modulo de compresibilidad con partes disipativas en los modelos de fluido equivalente, y discretizando a trav, [Resumo] Esta tese aborda a traves dun metodo numerico e experimental un problema vibroacustico nun sistema acoplado comprendido dun dominio de fluido, un dominio poroelastico e un solido elastico fino como e unha placa flexible. A comprension da propagacion de ondas acusticas nese problema acoplado e a busca de modelos matematicos para simular e prever a atenuacion que introducen os materiais porosos en casos de estudo industriais foi exposto dentro do grupo de investigacion de enxenaria mecanica do centro tecnoloxico IKERLAN. Para iso, primeiro levase a cabo unha revision bibliografica sobre os materiais poroelasticos, para conecer os parametros de que dependen, como se miden e caracterizanse experimentalmente, e o estudo dos diferentes modelos matematicos existentes para simular a propagacion de ondas a traves dos devanditos materiais. Posteriormente, modela o problema acoplado desenvolvendo un codigo numerico por elementos finitos aplicado ao caso de estudo concreto dunha cavidade hexaedrica de paredes rixidas salvo a parede superior formada por unha placa fina flexible de aluminio aparafusada a cavidade e recuberta dunha capa de material poroelastico. Comparanse diferentes modelos para a modelizacion do material poroso, desde modelos empiricos e modelos fenomenoloxicos de fluido equivalente, ata modelos que tenen en conta as duas fases, fluida e solida, do material. A presion do dominio de fluido se discretiza con elementos de Lagrange Q1, a placa se discretiza combinando elementos de Lagrange Q1 para os desprazamentos de membrana con elementos MITC4 para os desprazamentos de flexion. O dominio poroelastico se modela en cada caso a traves do seu impedancia caracteristica (considerando impedancia de parede rixida ou mobil) nos modelos empiricos, discretizado como o fluido pero con densidade e modulo de compresibilidad con partes disipativas nos modelos de fluido equivalente, e discretizando a traves de graos de liberdade de desprazamento-desprazamento con elemen
Published: 2023

7. Internal curing of high-performance concrete via waste-based porous materials

Author: Rodríguez-Álvaro, Roberto and Rodríguez-Álvaro, Roberto
Abstract: [Abstract] This work presents the use of different waste based porous materials as internal curing water reservoirs in high performance concrete, which is strongly aligned with the objective of promoting circularity in the construction industry. Internal curing was studied in combination with other shrinkage reduction strategies such as the use of coal fly ash as a low reactive supplementary cementitious material, and the use of a magnesium based expansive agent. The following waste based porous materials were used: ceramic recycled aggregates, mixed recycled aggregates, coal bottom ash and wood bottom ash. A conventional lightweight expanded clay aggregate was also used. The following properties were studied on the proposed mixtures: workability, hydration, setting, air content, density, porosity, strength, volume stability and durability. Internal curing via waste based porous materials can effectively mitigate autogenous shrinkage without significantly jeopardizing other properties. However, the alternative materials should be carefully characterized and the mix proportions should be studied in depth. Furthermore, it was concluded that external curing is needed even if internal curing is used, and synergistic effects were detected between the proposed shrinkage reduction strategies. Therefore, this work presents a feasible solution for a more durable and sustainable construction., [Resumen] Este trabajo propone el uso de diferentes materiales porosos procedentes de residuos como reservorios de agua de curado interno en el hormigón de altas prestaciones, lo cual está fuertemente alineado con el objetivo de promover la circularidad en la industria de la construcción. El curado interno se estudió en combinación con otras estrategias de reducción de la retracción como el uso de ceniza volante de carbón como material cementante suplementario de baja reactividad y el uso de un agente expansivo basado en magnesio. Como materiales porosos procedentes de residuos, se utilizaron los siguientes: áridos reciclados cerámicos, áridos reciclados mixtos, ceniza de fondo de carbón y ceniza de fondo de madera. También se utilizó un árido convencional de arcilla expandida. Se estudiaron las siguientes propiedades sobre las mezclas propuestas: trabajabilidad, hidratación, fraguado, contenido de aire, densidad, porosidad, resistencia, estabilidad de volumen y durabilidad. El curado interno a través de materiales porosos procedentes de residuos puede mitigar la retracción autógena sin perjudicar significativamente otras propiedades. Sin embargo, los materiales alternativos usados deben ser caracterizados cuidadosamente y las dosificaciones estudiadas en profundidad. Además, se concluyó que el curado externo es necesario, aunque se use el curado interno, y se detectaron efectos sinérgicos entre las distintas estrategias de reducción de la retracción propuestas. Por lo tanto este trabajo presenta una solución viable para una construcción más durable y sostenible., [Resumo] Este traballo propón o uso de diferentes materiais porosos procedentes de residuos como reservorios de auga de curado interno no formigón de altas prestación, o cal está fortemente aliñado co obxectivo de promover a circularidade na industria da construción. O curado interno estudiouse en combinación con outras estratexias de redución da retracción coma o uso da cinza voante de carbón como material cementante suplementario de baixa reactividade e o uso dun axente expansivo baseado en magnesio. Como materiais porosos procedentes de residuos, utilizáronse os seguintes: áridos reciclados cerámicos, áridos reciclados mixtos, cinza de fondo de carbón e cinza de fondo de madeira. Tamén se empregou un árido convencional de arxila expandida. Estudáronse as seguintes propiedades sobre as mesturas propostas: traballabilidade, hidratación, fraguado, contido de aire, porosidade, resistencia, estabilidade de volume e durabilidade. O curado interno a través de materiais porosos procedentes de residuos pode mitigar a retracción autóxena sen prexudicar significativamente outras propiedades. Non obstante, os materiais alternativos usados deben ser caracterizados coidadosamente e as dosificacións estudadas en profundidade. Ademais, concluíuse que o curado externo é necesario aínda que se use o curado interno, e detectáronse efectos sinérxicos entre as distintas estratexias de redución da retracción propostas. Polo tanto, este traballo presenta unha solución viable para unha construción máis durable e sostible.
Published: 2023

8. Internal curing of high-performance concrete via waste-based porous materials

Author: González-Fonteboa, Belén, Seara Paz, Sindy, Rodríguez-Álvaro, Roberto, González-Fonteboa, Belén, Seara Paz, Sindy, and Rodríguez-Álvaro, Roberto
Abstract: [Abstract] This work presents the use of different waste based porous materials as internal curing water reservoirs in high performance concrete, which is strongly aligned with the objective of promoting circularity in the construction industry. Internal curing was studied in combination with other shrinkage reduction strategies such as the use of coal fly ash as a low reactive supplementary cementitious material, and the use of a magnesium based expansive agent. The following waste based porous materials were used: ceramic recycled aggregates, mixed recycled aggregates, coal bottom ash and wood bottom ash. A conventional lightweight expanded clay aggregate was also used. The following properties were studied on the proposed mixtures: workability, hydration, setting, air content, density, porosity, strength, volume stability and durability. Internal curing via waste based porous materials can effectively mitigate autogenous shrinkage without significantly jeopardizing other properties. However, the alternative materials should be carefully characterized and the mix proportions should be studied in depth. Furthermore, it was concluded that external curing is needed even if internal curing is used, and synergistic effects were detected between the proposed shrinkage reduction strategies. Therefore, this work presents a feasible solution for a more durable and sustainable construction., [Resumen] Este trabajo propone el uso de diferentes materiales porosos procedentes de residuos como reservorios de agua de curado interno en el hormigón de altas prestaciones, lo cual está fuertemente alineado con el objetivo de promover la circularidad en la industria de la construcción. El curado interno se estudió en combinación con otras estrategias de reducción de la retracción como el uso de ceniza volante de carbón como material cementante suplementario de baja reactividad y el uso de un agente expansivo basado en magnesio. Como materiales porosos procedentes de residuos, se utilizaron los siguientes: áridos reciclados cerámicos, áridos reciclados mixtos, ceniza de fondo de carbón y ceniza de fondo de madera. También se utilizó un árido convencional de arcilla expandida. Se estudiaron las siguientes propiedades sobre las mezclas propuestas: trabajabilidad, hidratación, fraguado, contenido de aire, densidad, porosidad, resistencia, estabilidad de volumen y durabilidad. El curado interno a través de materiales porosos procedentes de residuos puede mitigar la retracción autógena sin perjudicar significativamente otras propiedades. Sin embargo, los materiales alternativos usados deben ser caracterizados cuidadosamente y las dosificaciones estudiadas en profundidad. Además, se concluyó que el curado externo es necesario, aunque se use el curado interno, y se detectaron efectos sinérgicos entre las distintas estrategias de reducción de la retracción propuestas. Por lo tanto este trabajo presenta una solución viable para una construcción más durable y sostenible., [Resumo] Este traballo propón o uso de diferentes materiais porosos procedentes de residuos como reservorios de auga de curado interno no formigón de altas prestación, o cal está fortemente aliñado co obxectivo de promover a circularidade na industria da construción. O curado interno estudiouse en combinación con outras estratexias de redución da retracción coma o uso da cinza voante de carbón como material cementante suplementario de baixa reactividade e o uso dun axente expansivo baseado en magnesio. Como materiais porosos procedentes de residuos, utilizáronse os seguintes: áridos reciclados cerámicos, áridos reciclados mixtos, cinza de fondo de carbón e cinza de fondo de madeira. Tamén se empregou un árido convencional de arxila expandida. Estudáronse as seguintes propiedades sobre as mesturas propostas: traballabilidade, hidratación, fraguado, contido de aire, porosidade, resistencia, estabilidade de volume e durabilidade. O curado interno a través de materiais porosos procedentes de residuos pode mitigar a retracción autóxena sen prexudicar significativamente outras propiedades. Non obstante, os materiais alternativos usados deben ser caracterizados coidadosamente e as dosificacións estudadas en profundidade. Ademais, concluíuse que o curado externo é necesario aínda que se use o curado interno, e detectáronse efectos sinérxicos entre as distintas estratexias de redución da retracción propostas. Polo tanto, este traballo presenta unha solución viable para unha construción máis durable e sostible.
Published: 2023

9. Comportamiento del sinterizado y de las propiedades mecánicas de materiales en polvos elevadamente porosos de Ti6Al4V.

Author: Luis Cabezas-Villa, José, Lemus-Ruiz, J, and Falcon-Franco
Abstract: Copyright of Congreso Internacional de Investigacion Academia Journals is the property of PDHTech, LLC and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
Published: 2018

10. Polímeros de coordinación porosos biocompatibles y su aplicación en catálisis y remediación ambiental

Author: Escamilla Berenguer, Paula Sara, Pardo Marín, Emilio José, Ferrando Soria, Jesús, and Departament de Química Inorgànica
Subjects: química de coordinación, UNESCO::QUÍMICA, química huésped-anfitrión, ciencia de materiales, MOFs, materiales porosos
Abstract: Esta tesis se enmarca en el campo de la Ciencia de Materiales y la Química de Coordinación, ya que se centra en el diseño de nuevos materiales porosos. Específicamente, explora la síntesis, caracterización y aplicaciones de nuevos Marcos Metal-Orgánicos (MOFs) basados en zinc. En general, los principales objetivos de esta tesis son dos. En primer lugar, obtener y caracterizar nuevos polímeros de coordinación porosos (MOFs) ensamblados con ligandos oxamidato derivados de biomoléculas como aminoácidos, así como metales biocompatibles como el zinc. En segundo lugar, estudiar las propiedades y aplicaciones potenciales de estos materiales. En este sentido, se pretende proporcionar ejemplos de aplicaciones prácticas que muestren el potencial de estos nuevos MOFs, enfatizando así la importancia de estos compuestos en diferentes áreas tecnológicas. Los resultados obtenidos tienen como objetivo contribuir a la expansión del conocimiento dentro de mi grupo de investigación en relación a la síntesis de nuevos MOFs. Para lograr estos objetivos, se han llevado a cabo las siguientes tareas: (i) Diseñar procedimientos sintéticos adecuados para obtener MOFs a gran escala (polvo microcristalino) y monocristales, lo que permite su caracterización mediante difracción de rayos X de monocristal. Para este propósito, se han utilizado métodos de precipitación directa y métodos de difusión lenta, respectivamente. (ii) Estudiar las características físicas y químicas de los nuevos materiales obtenidos para poder aplicarlos en campos donde puedan mostrar un mejor rendimiento. Para ello, se han empleado varias técnicas de caracterización comúnmente utilizadas para este tipo de compuestos. Estas técnicas incluyen difracción de rayos X de monocristal (SCXRD), difracción de rayos X de polvo (PXRD), análisis elemental (EA), espectroscopía infrarroja (FT-IR), análisis termogravimétrico (TGA) y adsorción de N2. (iii) Explorar las posibles propiedades físicas y químicas de los materiales recién sintetizados y las aplicaciones que puedan surgir a partir de ellos. Cabe destacar que algunos de estos estudios se han llevado a cabo en colaboración con otros grupos de investigación. En particular, las mediciones catalíticas se han realizado en colaboración con el profesor Antonio Leyva (UPV-CSIC), y la resolución estructural se ha llevado a cabo en colaboración con la profesora Donatella Armentano de la Universidad de Calabria (Italia). Los resultados obtenidos en este trabajo se clasifican en tres capítulos diferentes. En el capítulo 2, se presenta un nuevo MOF a base de zinc (ZnII2-serimox) que es amigable con el medio ambiente, estable en agua y derivado del aminoácido natural L-serina. Este MOF fue capaz de degradar eficientemente soluciones acuosas del colorante verde brillante en tan solo 120 minutos mediante fotocatálisis. La degradación total se siguió mediante espectroscopía UV-Vis y se confirmó mediante cristalografía de rayos X de monocristal, revelando la presencia de CO2 dentro de sus canales. Estudios de reutilización demuestran la robustez estructural y de rendimiento de ZnII2-serimox. En el capítulo 3, se presenta un nuevo MOF a base de zinc derivado del aminoácido S-metil-L-cisteína (CaIIZnII6-Mecysmox), que posee canales funcionales capaces de acomodar e interactuar con antibióticos y catalizar la hidrólisis selectiva de los antibióticos penicilínicos amoxicilina y ceftriaxona. En particular, el MOF CaIIZnII6-Mecysmox degrada eficientemente el anillo β-lactámico de cuatro miembros de la amoxicilina, actuando como un mimético de la β-lactamasa y ampliando el número muy limitado de MOFs capaces de imitar procesos enzimáticos catalíticos. Estudios combinados de difracción de rayos X de monocristal y cálculos funcionales de densidad (DFT) ofrecen información única sobre las interacciones entre los huéspedes y las moléculas de amoxicilina en los canales funcionales de CaIIZnII6-Mecysmox. Esto permite proponer un mecanismo de degradación basado en la activación de una molécula de agua promovida por un grupo hidroxilo puente de zinc, que ataca de forma nucleofílica el grupo carbonilo y rompe el enlace C-N del anillo lactámico. En el capítulo 4, se presenta otro MOF a base de zinc, isoreticular al mostrado en el capítulo 3, pero con una pequeña diferencia en su composición: la sustitución de los cationes de Ca(II) por cationes de Sr(II), lo que ha resultado en una mayor robustez del material. Aprovechando las propiedades catalíticas de los átomos de Zn(II) y los espacios confinados que esta estructura ofrece, incluyendo el tamaño poroso y los sitios metálicos abiertos disponibles, este MOF fue capaz de catalizar la cicloadición del óxido de etileno y el óxido de propileno con CO2 para obtener carbonatos de etileno y propileno, con rendimientos de hasta el 95% y selectividad completa. Estos resultados confirman aún más el poder catalítico que los MOFs tienen en la síntesis selectiva de productos industrialmente relevantes, proporcionando una alternativa atractiva a los catalizadores heterogéneos actuales. This thesis falls within the field of Materials Science and Coordination Chemistry, as it focuses on the design of new porous materials. Specifically, it explores the synthesis, characterization, and applications of new Zn-based Metal-Organic Frameworks (MOFs). In general, the main objectives of this thesis are twofold. Firstly, to obtain and characterize new porous coordination polymers (MOFs) assembled with oxamidate ligands derived from biomolecules such as amino acids, as well as biocompatible metals like zinc. Secondly, to study the properties and potential applications of these materials. In this sense, I aim to provide real-life examples showcasing the potential applications of these new MOFs, thereby emphasizing the significance of these compounds in different technological areas. The obtained results are intended to contribute to the expansion of knowledge within my research group regarding the synthesis of novel MOFs. To achieve these objectives, the following tasks have been carried out: (i) Designing suitable synthetic procedures to obtain MOFs on a large scale (microcrystalline powder) and single crystals, thereby enabling their characterization through single-crystal X-ray diffraction. For this purpose, direct precipitation methods and slow diffusion methods have been employed, respectively. (ii) To study the physical and chemical characteristics of the newly obtained materials in order to apply them in fields where they can demonstrate better performance, several commonly used characterization techniques for these types of compounds have been employed. These techniques include single-crystal X-ray diffraction (SCXRD), powder X-ray diffraction (PXRD), elemental analysis (EA), infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA) and N2 adsorption. (iii) Explore the potential physical and chemical properties of the newly synthesized materials and the applications that may arise from them. It is worth noting that some of these studies have been conducted in collaboration with other research groups. In particular, catalytic measurements have been carried out in collaboration with Professor Antonio Leyva (UPV-CSIC), and structural resolution has been conducted in collaboration with Professor Donatella Armentano from the University of Calabria (Italy). The results obtained in this work are classified intro three different chapters. In chapter 2, it is present a novel bio-friendly water-stable Zn-based MOF (ZnII2-serimox), derived from the natural amino acid L-serine, which was able to efficiently photodegrade water solutions of brilliant green dye in only 120 min. The total degradation was followed by UV-Vis spectroscopy and further confirmed by single-crystal X-ray crystallography, revealing the presence of CO2 within its channels. Reusability studies further demonstrate the structural and performance robustness of ZnII2-serimox. In chapter 3, a novel Zn-based metal–organic framework derived from the amino acid S-methyl-L-cysteine is presented (CaIIZnII6-Mecysmox), possessing functional channels capable to accommodate and interact with antibiotics, which catalyze the selective hydrolysis of the penicillinic antibiotics amoxicillin and ceftriaxone. In particular, MOF CaIIZnII6-Mecysmox degrades, very efficiently, the four-membered β-lactam ring of amoxicillin, acting as a β-lactamase mimic, expanding the very limited number of MOFs capable of mimicking catalytic enzymatic processes. Combined single crystal X-ray diffraction (SCXRD) studies and density functional (DFT) calculations offer unique snapshots on the host guest-interactions established between amoxicillin and the functional channels of CaIIZnII6-Mecysmox. This allows to propose a degradation mechanism based on the activation of a water molecule, promoted by a Zn-bridging hydroxyl group, concertedly to the nucleophilic attack to the carbonyl moiety and the cleaving of C-N bond of the lactam ring. In chapter 4, another Zn-based metal-organic framework isoreticular to the previous one shown in chapter 3 is presented (SrIIZnII6-Mecysmox) with a slight different in composition- the substitution of Ca(II) cations with Sr(II) ones- which has resulted in enhanced robustness of the material. Taking advantage of the catalytic properties of Zn(II) atoms and the confined spaces that this structure offer, porous size and available open metal sites, this MOF was able to catalyze the cycloaddition of ethylene oxide and propylene oxide with CO2 to obtain ethylene and propylene carbonates, obtaining yields up to 95% and complete selectivity. These results further confirm the catalytic power that MOFs have in selective syntheses of industrially relevant products, providing an appealing alternative to the current heterogeneous catalysts.
Published: 2023

11. INTERMAT XI (red de investigación INTERdisciplinar en MATeriales)

Author: Universidad de Alicante. Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Alicante. Departamento de Física Aplicada, Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Materiales, Maiorano Lauría, Lucila Paola, Sabater, Carlos, Calvo, M. Reyes, Untiedt, Carlos, Caturla, Maria J., Villalvilla, José M., Silvestre-Albero, Joaquín, Martinez-Escandell, Manuel, Pons, José A., Molina Jordá, José Miguel, Universidad de Alicante. Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Alicante. Departamento de Física Aplicada, Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Materiales, Maiorano Lauría, Lucila Paola, Sabater, Carlos, Calvo, M. Reyes, Untiedt, Carlos, Caturla, Maria J., Villalvilla, José M., Silvestre-Albero, Joaquín, Martinez-Escandell, Manuel, Pons, José A., and Molina Jordá, José Miguel
Abstract: El presente proyecto ha perseguido dar el paso desde las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) a las Tecnologías del Aprendizaje y la Comunicación (TACs) mediante el diseño y fabricación de materiales macroporosos por impresión 3D que permiten trabajar en las clases prácticas de asignaturas como Sólidos Inorgánicos (Grado en Química), Ciencia de los Materiales (Grado en Química y Grado en Física) y asignaturas del Máster de Ciencia de Materiales. La estrategia adoptada fue el diseño de una metodología basada en el aprendizaje por proyectos en la que los estudiantes debían: i) diseñar mediante la herramienta de simulación Ansys un material macroporoso en base a unas propiedades esperadas asignadas por el profesor, ii) enviar a fabricar el material diseñado con una impresora 3D de doble cabezal que utiliza polímeros de bajo coste y bajo impacto ambiental, iii) caracterizar el material fabricado mediante técnicas convencionales de laboratorio y iv) comparar los resultados simulados con los experimentales. La experiencia resultó ser motivadora para todos los participantes y representa un importante avance docente, ya que no existe actualmente ningún estudio en la literatura internacional sobre la caracterización fluidodinámica de materiales macroporosos en prácticas de laboratorio.
Published: 2022

12. Preparation and characterization of activated carbon from castor de-oiled cake

Author: Viviana M. Ospina-Guarín, Robison Buitrago-Sierra, and Diana P. López-López
Subjects: Biomasa, carbón activado, materiales porosos, activación física, activación química., Technology, Engineering (General). Civil engineering (General), TA1-2040
Abstract: Biomass residues have been used to produce activated carbons. On this process, the activation method and the raw composition determine the properties as porosity and surface area of the charcoal. After the extraction of castor oil, there is a solid byproduct (cake) of low added value, which was used in the production of activated carbon to add value to this waste. For this purpose two traditional methods were used, first, physical activation using as activating agents steam, CO2 and mixture of both, and additionally chemical activation using K2CO3 as the activating agent. Some activated carbons were characterized using N2 adsorption isotherms, BET surface areas varied between 255.98 (m2/g) and 1218.43 (m2/g). By SEM and EDS analysis was possible to observe that materials obtained by the two types of activation are principally amorphous and morphological characteristics of the carbon obtained by physical activation are very different from those obtained by chemical activation. Finally, through impregnation of inorganic phases of Ni and Mo was revealed that the high dispersion characteristics, these carbonaceous materials will have potential to be used as catalyst support.
Published: 2014

13. Modelling and molecular simulation of alcohols in porous materials

Author: Madero Castro, Rafael María, Calero, Sofia, and Vicent Luna, José Manuel
Subjects: Alcoholes, Materiales porosos, Aplicaciones energéticas, Técnicas de simulación
Abstract: Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología Química, Línea de Investigación: Tecnología Química y de Materiales, Clave Programa: DBI, Código Línea: 112, This thesis deals with alcohols and water confined in porous materials for applications such as storage, separation or energy transfer. Alcohols can contain one or several hydroxyl groups (-OH simply linked by a covalent bond to a carbon atom. This carbon can be part of a chain of alkanes, alkenes or alkynes, or part of an aromatic ring. Possible configurations of existing alcohols are almost unlimited, which makes systematic studies costly. In this context, advanced simulation techniques can be useful. Monte Carlo simulations, molecular dynamics or energy minimizations provide relevant information on the physicochemical properties of alcohols and their behaviour in the pure state, in mixtures with other alcohols or with water and their interaction with porous materials. Simulation techniques were used in this thesis to evaluate: Storage of alcohols in a highly hydrophobic MOF. In this chapter, the adsorption of methanol, ethanol, propanol and butanol in the porous material MAF-6 has been studied. MAF-6 is a highly hydrophobic and stable adsorbent with high capacity. The results of this work indicate that nucleation by hydrogen bonding is the main mechanism governing the adsorption of alcohols on this hydrophobic adsorbent. This results in steep isotherms reaching high saturation capacity values. Nucleation takes place at values below the saturation pressure of each fluid and involves high energy exchange in the adsorption and desorption regimes. Further analysis revealed the existence of binding sites favouring the nucleation of alcohol molecules and the absence of diffusion limitations for light alcohols through the pores of this MOF. Dehydration of alcohols in equimolar mixtures using membranes composed of pure silica zeolites. In this chapter, the separation of methanol and ethanol with water has been studied using pervaporation membranes composed of MFI zeolite. Liquid mixtures of alcohol and water have been investigated by concentration-guided molecular dynamics finding that the mutual interaction between the alcohol and water molecules makes the membrane unable to completely dehydrate the alcohol samples, although it achieves excellent separation. Use of activated carbons in combination with alcohols for energy storage. This chapter explores the use of linear alcohols (methanol, ethanol, 1-propanol and 1-butanol) in combination with activated carbons derived from the pyrolysis of mineral coke to store thermal energy. The results suggest that the activated carbons studied can store a large amount of thermal energy. This is due to the synergy of the adsorbed molecules and their interaction with the internal surface of the adsorbent. The selected activated carbon (CS1000a) improves the performance for energy storage applications compared to other commercial samples, being a promising alternative for industrial applications. Study of water and alcohol adsorption on zeolites with cations and their use for energy storage. In this chapter, the adsorption of water and methanol on faujasites (FAU) has been studied by varying the cation concentration using quasi-equilibrium temperature programmed desorption and adsorption measurements and Grand Canonical Monte Carlo simulations. In addition, using the methodology proposed in the previous chapter, the energy density that the FAU-alcohol pair can store as a function of the number of cations has been calculated. Use of the alcohol-MOF pairs as heat pumps or refrigerators. In this chapter, the possibility of using alcohols in different MOFs and ZIFs to transport heat from hot to cold environments is explored. By modifying the operating conditions of the adsorption and desorption cycles, a heat pump device can transport heat at convenience. All this is based on the principle that adsorption is an exothermic process. The high heat capacity of alcohols, their versatility and the ability to interact with both hydrophobic and hydrophilic structures make them great candidates for working fluids in devices such as heat pumps or refrigerators., En esta tesis se han estudiado los alcoholes, tanto en estado puro como en mezclas con agua, en combinación con materiales porosos para aplicaciones como almacenamiento, separación o transferencias energéticas. Los alcoholes contienen uno o varios grupos hidroxilo -OH unidos por un enlace covalente simple a un átomo de carbono. Este carbono puede pertenecer a una cadena de alcanos, alquenos o alquinos, o a un anillo aromático. Las posibles configuraciones de alcoholes son casi ilimitadas por lo que estudiarlos puede resultar una tarea complicada y costosa. El uso de técnicas avanzadas de simulación es una herramienta muy útil en este contexto. La simulación usando métodos como el de Monte Carlo, dinámica molecular o minimizaciones energéticas proporcionan información relevante sobre las propiedades fisicoquímicas de los alcoholes y su comportamiento en estado puro, en mezclas con otros alcoholes o agua y su interacción con materiales porosos. Utilizando estas técnicas hemos podido estudiar los siguientes sistemas: Adsorción de alcoholes en un MOF altamente hidrofóbico. En este capítulo se ha estudiado la adsorción de metanol, etanol, propanol y butanol en el material poroso MAF-6. Este adsorbente es altamente hidrofóbico. Además es estable y tiene una gran capacidad de almacenaje molecular. Los resultados de este trabajo indican que la interacción a través de enlaces por puentes de hidrógeno es el principal mecanismo que gobierna la nucleación de alcoholes en el adsorbente. Esto da como resultado isotermas con una subida muy abrupta que alcanzan altos valores de capacidad en saturación. La nucleación tiene lugar a valores inferiores a la presión de saturación de cada fluido lo que implica un alto intercambio de energía en los regímenes de adsorción y desorción. Un análisis posterior reveló la existencia de sitios de adsorción que favorecen la nucleación de las moléculas de alcohol y que no limitan la difusión para los alcoholes ligeros a través de los poros de este MOF. Deshidratación de alcoholes en mezclas equimolares usando membranas compuestas de zeolitas pura sílica. En este capítulo, hemos estudiado la separación de metanol y etanol de agua usando membranas de pervaporación compuestas por zeolita tipo MFI. Se han estudiado mezclas líquidas de alcohol y agua mediante técnicas avanzadas de dinámicas molecular, encontrando que la interacción mutua entre las moléculas de alcohol y agua hace que la membrana no sea capaz de deshidratar completamente las muestras de alcohol, aunque se logra una buena separación. Uso de carbones activados en combinación con alcoholes para el almacenamiento de energía. Este capítulo ha explorado el uso de alcoholes lineales (metanol, etanol, 1-propanol y 1-butanol) en combinación con carbones activados derivados de la pirólisis de coque mineral para almacenar energía térmica. Se ha visto que estos carbones son capaces de almacenar una gran cantidad de energía térmica ya que no solo la interacción de las moléculas con la superficie interna del material juega un papel fundamental, sino que también es crucial la cantidad de moléculas adsorbidas. En este contexto, se ha visto que uno de los carbones aquí estudiados (CS1000a) muestra propiedades superiores a otros carbones comerciales utilizados a nivel industrial. Estudio de la adsorción de agua y alcohol en zeolitas con cationes y su uso para almacenar energía. En este capítulo hemos estudiado la interacción a nivel molecular del metanol y el agua en faujasitas (FAU) con diferentes concentraciones de cationes, desarrollando un conjunto de parámetros que describen la adsorción con los elementos mencionados. Este estudio se ha desarrollado a través de un enfoque experimental y de simulación. Además, utilizando la metodología propuesta en el capítulo anterior, se ha calculado la densidad energética que puede almacenar el par FAU-alcohol en función del número de cationes. Uso de pares alcohol-MOF como bombas de calor o enfriadores. Este capítulo ha explorado la posibilidad de usar alcoholes en diferentes MOFs y ZIFs para transportar calor de ambientes más cálidos a más fríos. Modificando las condiciones operacionales de los ciclos de adsorción y desorción se puede transportar el calor a conveniencia. Todo esto se basa en el principio de que la adsorción es un proceso exotérmico. La alta capacidad calorífica de los alcoholes, su versatilidad y la posibilidad de interactuar con estructuras tanto hidrofóbicas como hidrofílicas los convierten en excelentes candidatos para fluidos de trabajo en dispositivos como bombas de calor o enfriadores., Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales
Published: 2022

14. Síntesis y aplicación de materiales porosos basados en sílice para un control sostenible de contaminaciones fúngicas en cítricos

Author: Arroyo Fructuoso, Alba
Subjects: Antifungals, Sustainability, Máster Universitario en Química Sostenible-Màster Universitari en Química Sostenible, Sostenibilidad, Materiales porosos, Sílice, Porous materials, Silica, Antifúngicos, INGENIERIA QUIMICA
Abstract: [ES] Este trabajo se basa en la síntesis y aplicación de materiales porosos basados en sílice sintetizados con cationes orgánicos de diferente tamaño realizando combinaciones a diferentes temperaturas y diferentes tiempos de síntesis. Los materiales que se obtienen se caracterizaron para obtener información sobre su estructura y propiedades. Los materiales elegidos después de caracterizar se impregnaron con extracto de granada con diferentes disolventes y a diferentes concentraciones. Los materiales impregnados se utilizaron para realizar estudios in vitro e in vivo con diferentes contaminantes fúngicos en cítricos., [EN] This work is based on the synthesis and application of porous materials based on silica synthesized with organic cations of different sizes, carrying out combinations at different temperatures and different synthesis times. The materials obtained were characterized to obtain information on their structure and properties. The materials chosen after characterizing were impregnated with pomegranate extract with different solvents and at different concentrations. The impregnated materials were used to perform in vitro and in vivo studies with different fungal contaminants in citrus.
Published: 2021

15. Equipo comparativo para la medida de conductividad térmica de materiales cerámicos

Author: Barea, R., Marín, R., Osendi, M. I., Martínez, R., and Miranzo, P.
Subjects: Thermal conductivity, thermal diffusivity, comparative method, porous materials, mullite, Conductividad térmica, difusividad térmica, método comparativo, materiales porosos, mullita, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: Among the different techniques available for measuring thermal conductivity, the comparative method (ASTM E1225-99) is the most appropriate for porous materials. This method determines the thermal conductivity in steady state conditions in the 100 - 1300 K temperature range and for conductivities between 0.2 and 200 W/mK, respectively, depending on the equipment characteristics. In the present paper, the design and development, as well as the start up process, of an apparatus based on this method is described. Thermal conductivity data on a mullite based refractory, measured by both the laser flash and the comparative methods, are presented and comparatively discussed in order to validate the developed equipment.Entre las distintas técnicas de medida de la conductividad térmica de materiales, el método comparativo, recogido en la norma ASTM E1225-99, es el más adecuado para muestras porosas o materiales compuestos. Este método permite determinar conductividades térmicas en estado estacionario, en el intervalo de valores de 0,2 a 200 W/mK, y a temperaturas de ensayo en el rango 100-1300 K, dependiendo del diseño del equipo. En este trabajo se expone el diseño, desarrollo y puesta a punto de un equipo de medida de conductividad térmica basado en este método. Paralelamente, se realiza una validación del equipo mediante el estudio comparativo de los resultados obtenidos usando el equipo comparativo y la técnica del pulso láser en materiales porosos de mullita.
Published: 2006

16. Las escorias de la central térmica GICC ELCOGAS como materia prima para la síntesis de materiales vitrocerámicos. Parte 2: Síntesis y caracterización de los materiales vitrocerámicos

Author: Aineto, M., Acosta, A., Rincón, J. Ma., and Romero, M.
Subjects: Coal gasification wastes, IGCC slag, devitrification, anorthite / wollastonite glassceramics, porous materials, Residuos de gasificación de carbón, escorias GICC, desvitrificación, vitrocerámicos de wolastonita / anortita, materiales porosos, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: There are here reported the result of the second phase of the investigation on the melting behavior of the slag and the process followed to synthesize glass-ceramic materials using this slag as raw component. Starting from a vitrifying mixture based on slag, glass cullet and precipitated calcium carbonate coming from sugar refining, we have obtained the parent glass named ECSCP, which exhibit a surface tendency of crystallization. Pressed specimens of 40 mm diameter and 7 mm height were conformed with the powdered ECSCP glass. The specimens were heat treated for crystalline phases development at temperatures between 800 and 1100ºC during time intervals from 5 to 60 minutes. A series of wollastonite-anorthite-gehlenite glass-ceramics has been synthesized of different characteristics depending on the time and temperature of devitrification.Se expone en este trabajo la segunda parte de los resultados de la investigación sobre el comportamiento en fusión de las escorias y el proceso seguido para la obtención de materiales vitrocerámicos utilizando estas escorias como materia prima. A partir de una mezcla vitrificable basada en escorias, casco de vidrio y carbonato cálcico precipitado de azucarera, se ha obtenido por fusión a 1450ºC un vidrio (ECSCP) que presenta un mecanismo de cristalización superficial. Con el vidrio pulverizado se conformaron probetas cilíndricas de 40 mm de diámetro y 7 mm de altura aproximada, que fueron posteriormente sometidas a los tratamientos térmicos de desvitrificación a temperaturas entre 800 y 1100ºC, y tiempos de tratamiento entre 5 y 60 minutos, obteniéndose una serie de materiales vitrocerámicos de wollastonita-anortitagehlenita. Estos materiales han sido caracterizados y analizadas sus propiedades en función del tiempo y las temperaturas de desvitrificación.
Published: 2006

17. Estudio experimental de la infiltración y colmatación de pavimentos permeables utilizando un simulador de lluvia

Author: Universidade da Coruña. Escola Técnica Superior de Enxeñeiros de Camiños, Canais e Portos, Pazos Taboada, Damián, Universidade da Coruña. Escola Técnica Superior de Enxeñeiros de Camiños, Canais e Portos, and Pazos Taboada, Damián
Abstract: [Resumen:] Los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) están constituidos por una serie de técnicas y métodos que buscan una manera de solucionar los problemas derivados de la impermeabilización del suelo que se viene produciendo en las últimas décadas en los entornos urbanos. En los últimos años, en España, se han ido desarrollando estos sistemas con cada vez más frecuencia, pudiéndose observar y comprobar su buen funcionamiento para imitar el ciclo hidrológico natural del agua a través de su infiltración al terreno, su evapotranspiración, su almacenamiento, etc. De este modo los SUDS pretenden ser una forma complementaria de gestionar el agua en las metrópolis frente a las técnicas tradicionales de drenaje urbano. En este contexto, se inicia una línea de investigación que pretende estudiar el comportamiento de un tipo de técnica SUDS en particular. Este se corresponde con unas losas permeables con juntas en las que se trata de evaluar su comportamiento frente a pavimentos impermeables tradicionales y su funcionamiento hidráulico frente a la acumulación de sedimentos de diferentes granulometrías. En concreto, este Proyecto Técnico pretende hacer un análisis del funcionamiento hidráulico y del rendimiento a la hora de eliminar una serie de contaminantes acumulados en las losas de hormigón permeable. Para ello, se realiza un montaje experimental del simulador de lluvia que servirá de plataforma de ensayos durante la duración de este Proyecto. A continuación, se comprueba el buen funcionamiento de dicho simulador y de los materiales que se vayan a usar a lo largo de los ensayos. Posteriormente, se procede a analizar el comportamiento hidráulico de una superficie impermeable y a compararlo con la caracterización hidráulica de los paquetes de losas sin sedimentos. El siguiente paso es inducir la colmatación de los poros mediante el vertido de dos granulometrías diferentes de sedimento, para llevar a cabo una ulterior limpieza mediante un aspirado superficial del f, [Resumo:] Os Sistemas de Drenaxe Urbana Sostible (SUDS) están constituidos por unha serie de ténicas e métodos que buscan unha maneira de resolver os problemas derivados da impermeabilización do solo que se está a producir nas últimas décadas nos ambientes urbanos. Nos últimos anos estes sistemas desenvolvéronse con cada vez máis frecuencia en España, poidéndose observar e verificar o seu bo funcionamento para imitar o ciclo hidrolóxico natural da auga e lograr un mellor comportamento da auga de choiva a través da súa infiltración no terreo, súa evapotranspiración, seu almacenamento, etc. Deste xeito, os SUDS pretenden ser unha forma complementaria de xestionar a auga nas metrópoles en comparación coas técnicas tradicionais de drenaxe urbana. Neste contexto, comeza unha liña de investigación que ten como obxectivo estudar o comportamento dun determinado tipo de técnica SUDS. Este correspóndese con lousas permeables con xuntas nas que se trata de avaliar o seu comportamento fronte aos pavimentos impermeables tradicionais e o seu rendemento hidráulico fronte a unha acumulación de sedimentos de diferentes granulometrías. En concreto, este Proxecto Técnico pretende facer unha análise do funcionamento e o rendemento hidráulico ao eliminar unha serie de contaminantes acumulados en lousas de formigón permeables. Para elo, realízase unha montaxe experimental do simulador de choiva que servirá de plataforma de proba durante a duración deste Proxecto. A continuación, compróbase o bo funcionamento do dito simulador e dos materiais que se utilizarán ao longo das probas. Posteriormente, procédese a analizar o comportamento hidráulico dunha superficie impermeable e a comparalo coa carectización hidráulica dos paquetes de lousas sen sedimentos. O seguinte paso é inducir a obstrución dos poros botando dúas granulometrías diferentes de sedimento, para realizar unha limpeza posterior succionando a superficie. Finalmente, lévase a cabo un balance de masas para poder dilucidar a cantid, [Abstract:] Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) consists of a series of techniques and designed to solve the problems derived from the urban catchment soilsealing that has been occurring in recent decades. In the last few years, in Spain, SUDS have been increasingly implemented and evaluated in terms of mimic the natural catchment hydrology by infiltration, evapotranspiration and water detention processes. Thus, SUDS are intended to be a complementary way of managing water in metropolises compared to traditional urban drainage techniques. In this context, this research thesis begins a research topic that aims to study the behaviour of a particular type of technique SUDS. Permeable pavers with joints have been analysed and compared with impervious surfaces in terms of their hydraulic performance against sediment clogging. Specifically, it pretends to make an analysis of hydraulic and sediment removal efficiency using deposited sediments with different granulometries. To achieve this, a rainfall simulator was built and tested. Subsequently, the hydraulic behaviour of an impermeable surface is analysed and compared with the hydraulic characterization of the permeable pavers without sediment. Following, road deposited sediments with two different granulometries were tested in the pavers to determine the permeability of the slabs after clogging. Finally, a mass balance was performed to elucidate the amount of sediment that remains retained in the pores of the permeable slabs. The results indicate that clogging does not affect to the recorded hydrographs with the rainfall simulator. Regarding the permeability, there is a decrease in the infiltration capacity of the pavements used, which can be recovered to a certain degree with a vacuum or superficial cleaning.
Published: 2021

18. Síntesis y aplicación de materiales porosos basados en sílice para un control sostenible de contaminaciones fúngicas en cítricos.

Author: Palomares Gimeno, Antonio Eduardo, Jorda Moret, Jose Luis, Plá Hernandez, Adrián, Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Química y Nuclear - Departament d'Enginyeria Química i Nuclear, Arroyo Fructuoso, Alba, Palomares Gimeno, Antonio Eduardo, Jorda Moret, Jose Luis, Plá Hernandez, Adrián, Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Química y Nuclear - Departament d'Enginyeria Química i Nuclear, and Arroyo Fructuoso, Alba
Abstract: [ES] Este trabajo se basa en la síntesis y aplicación de materiales porosos basados en sílice sintetizados con cationes orgánicos de diferente tamaño realizando combinaciones a diferentes temperaturas y diferentes tiempos de síntesis. Los materiales que se obtienen se caracterizaron para obtener información sobre su estructura y propiedades. Los materiales elegidos después de caracterizar se impregnaron con extracto de granada con diferentes disolventes y a diferentes concentraciones. Los materiales impregnados se utilizaron para realizar estudios in vitro e in vivo con diferentes contaminantes fúngicos en cítricos., [EN] This work is based on the synthesis and application of porous materials based on silica synthesized with organic cations of different sizes, carrying out combinations at different temperatures and different synthesis times. The materials obtained were characterized to obtain information on their structure and properties. The materials chosen after characterizing were impregnated with pomegranate extract with different solvents and at different concentrations. The impregnated materials were used to perform in vitro and in vivo studies with different fungal contaminants in citrus.
Published: 2021

19. Organic-Inorganic Hybrid Catalysts for Chemical Processes of Industrial Interest

Author: Díaz Morales, Urbano Manuel, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química - Institut Universitari Mixt de Tecnologia Química, Fundació Bancària Caixa d'Estalvis i Pensions de Barcelona, European Commission, Erigoni, Andrea, Díaz Morales, Urbano Manuel, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química - Institut Universitari Mixt de Tecnologia Química, Fundació Bancària Caixa d'Estalvis i Pensions de Barcelona, European Commission, and Erigoni, Andrea
Abstract: [ES] El trabajo de investigación descrito en la presente Tesis Doctoral ha sido desarrollado en el marco del proyecto europeo MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) y se ha centrado en la síntesis y caracterización de materiales mono- y multi-funcionales que presentan sitios catalíticos ácidos, básicos o redox. Diferentes líneas de investigación han sido desarrolladas en paralelo para obtener distintos materiales híbridos que serán empleados en diferentes procesos catalíticos, en línea con las necesidades de los socios industriales del proyecto. Debido a la naturaleza colaborativa del proyecto, cada miembro académico se ha en-centrado en un aspecto del desarrollo de los materiales. Es por ello que el Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), donde se ha llevado a cabo esta Tesis Doctoral, se ha centrado en la síntesis de los catalizadores híbridos. Por ello, parte de la caracterización descrita en el Capítulo 3 se ha llevado a cabo en la Università del Piemonte Orientale (IT), durante una estancia de un mes. Ademas, algúnos resultados catalíticos descritos en los Capítulos 3 y 5 han sido obtenidos por la University of Southampton (UK). En el Capítulo 3, se ha descrito la síntesis de dos catalizadores heterogéneos híbridos que presentan moléculas de ácido aril-sulfónico en su composición. En uno de ellos, el anillo aromático presentará átomos de flúor en posición 2, 3, 5, 6. Se han llevado a cabo dos estrategias de síntesis multi-etapas, a través de la síntesis de los precursores alkoxi-silanos, a través de procesos de condensación junto a un precursor de sílice (en ausencia de agentes directores de estructura, a pH neutro y temperaturas bajas) y de una reacción de tethering. Los materiales híbridos han sido caracterizados a través de dife-rentes técnicas. Las propiedades texturales, la estabilidad térmica y la composición química de los catalizadores ha sido estudiada. Además, moléculas sondas han sido adsorbidas en los materiales hibridos y las interacciones ent, [CA] El treball de recerca descrit en aquesta tesi doctoral es va desenvolupar en el marc del projecte europeu MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) i se centra en la sínte-si i la caracterització de catalitzadors híbrids mono i multifuncionals amb àcid, base o redox actius llocs. S'han desenvolupat diverses línies d'investigació en paral·lel per dissenyar múltiples catalitzadors híbrids per a diferents processos catalítics, basant-se en les necessitats dels socis industrials. A causa del caràcter col·laboratiu del projecte, cada soci acadèmic es va centrar princi-palment en un aspecte de tot el procés. Institut de Tecnologia Química (ITQ-CSIC), on es va desenvolupar aquesta tesi, està principalment centrat en el disseny i síntesi de catalitzadors híbrids. Per això, part dels resultats de caracterització reportats al Capítol 3 s'han dut a terme a la Università del Piemonte Orientale (IT), durant una estada d'un mes. Alguns dels resultats catalítics reportats al Capítol 3 i al Capítol 5 han estat reali-tzats per la Universitat de Southampton (Regne Unit). En el Capítol 3, s'ha descrit la síntesi de dos catalitzadors heterogenis híbrids que pre-senten molècules d'àcid aril-sulfònic en la composició. En un d'ells, l'anell aromàtic presentarà àtoms de fluor en posició 2, 3, 5, 6. S'han dut a terme dues estratègies de síntesi multi-etapes, a través de la síntesi dels precursors alkoxi-silans, mitjançant pro-cessos de condensació al costat d'un precursor de sílice (en absència d'agents directors d'estructura, a pH neutre i temperatures baixes) i d'una reacció de tethering. Els mate-rials híbrids han estat caracteritzats mitjançant diferents tècniques. Les propietats texturals, l'estabilitat tèrmica i la composició química dels catalitzadors ha sigut estudiada. A més, molècules sondes han estat adsorbides en els materials híbrids i les interaccions entre ells han estat estudiades mitjançant espectroscòpies FTIR i RMN multi-nuclear. El catalitzador híbrid en que l'anell a, [EN] The research work described in this Doctoral Thesis was developed within the frame of the MULTI2HYCAT European Project (grant agreement N. 720783) and it is focused on the synthesis and characterization of mono- and multi-functional hybrid catalysts featuring acid, base or redox active sites. Several research lines have been developed in parallel to design multiple hybrid catalysts for different catalytic processes, building upon the needs of the industrial partners. Due to the collaborative nature of the project, each academic partners mainly focused on one aspect of the whole process. Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), where this Thesis was developed, mostly focused on the design and synthesis of the hybrid catalysts. For that, part of the characterization results reported in Chapter 3 have been carried out at Università del Piemonte Orientale (IT), during a one month stay. Some of the catalytic results reported in Chapter 3 and Chapter 5 have been car-ried out by the University of Southampton (UK). In Chapter 3 the synthesis of two different heterogeneous hybrid catalysts carrying aryl-sulfonic moieties, in which the aromatic ring was either fluorinated or not, is re-ported. Two multi-step synthetic approaches were developed, involving the synthesis of the silyl-derivative precursor, template-free one-pot co-condensation (at low tem-perature and neutral pH) and tethering reaction. A multi-technique approach was im-plemented to characterize the hybrid catalysts. Textural properties, thermal stability and chemical makeup of the materials were studied. Moreover, probe molecules were adsorbed onto the hybrids and the interaction were studied with multi-nuclear NMR and FTIR spectroscopies. The catalytic activity of the two hybrids showed superior performances for the fluoro-aryl-sulfonic acid, compared to the non-fluorinated mate-rial, in the acetal formation between benzaldehyde and ethylene glycol. Silanol-capped versions of the hybrids have also been
Published: 2021

20. Síntesis de compósitos sílice-carbón por vía no convencional: diseño de materiales con propiedades avanzadas para adsorción y catálisis

Author: Gerasymenko, Nataliya, Portillo y Reyes, Roberto I., and Sánchez Mora, Enrique
Subjects: Materiales porosos, Compuestos orgánicos, Química Verde, Catálisis, BIOLOGÍA Y QUÍMICA, Materiales nanoestructurados--Síntesis, Adsorción
Abstract: “Una tendencia actual de la industria química es el desarrollo de procesos de síntesis simples, económicos y amigables con el medio ambiente. Por lo tanto, los sólidos con propiedades adsorbentes o catalíticas que se adapten a este propósito y contribuyan a la conversión de los procesos de la industria química en sustentables, también evolucionan constantemente. En este trabajo se reporta la síntesis de diferentes materiales compuestos (compósitos) sílice/carbón y su aplicación como plataformas para la fabricación de materiales mesoestructurados con propiedades avanzadas, los cuales a su vez pueden ser utilizados como catalizadores y adsorbentes. Estos compósitos se prepararon por vía convencional y no convencional, es decir, usando un agente externo o la propia plantilla de moldeo como precursores de una capa de carbón sobre la superficie exhibida por diferentes tipos de sílice mesoestructurada, respectivamente. Entre los materiales preparados por la segunda vía destaca una familia obtenida a partir de materias primas sustentables y económicas, tales como almidón de maíz y silicato sódico líquido. En todos los casos la superficie de la capa de carbón se funcionalizó con grupos de naturaleza ácida y su aplicación potencial en adsorción y catálisis heterogénea se evaluó midiendo su capacidad para retener colorantes".
Published: 2021

21. Influencia del procesamiento de materiales cerámicos en su comportamiento como adsorbente de iones en aguas industriales

Author: Villora, J. M., Callejas, P., and Barba, M. F.
Subjects: Forming process, Porous materials, Heavy metals, Waste waters, Raschig Rings, Procesos de conformado, Materiales porosos, Metales pesados, Aguas contaminadas, Anillos Raschig, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: Properties of ceramic materials are directly related with process followed for their production, since the process is determining microstructure. In this work a ceramic material from industrial and urban wastes has been designed and set out for retaining heavy metals from industrial contaminated waters, following three different processes: slip casting, uniaxial pressing and extrusion. These materials have been shaped as Raschig rings to establish a comparison between them, in three cases. A physical-chemical characterisation of the material has been performed. The microstructure was studied by SEM, specific surface area (BET), mercury and helium density measurements, water absorption and porosity. Additionally, a dynamic immobilisation experiment was performed with these rings in simulated waters containing heavy metals. Chemical analyses were carried out by ICP-OES technique in treated waters.Las propiedades de un material cerámico están íntimamente relacionadas con el procesamiento seguido para su obtención, dado que éste determina en gran medida su microestructura. En este trabajo se ha diseñado un material cerámico, obtenido a partir de materias primas alternativas (residuos industriales y urbanos), encaminado a retener metales pesados en aguas contaminadas, siguiendo tres procesos distintos: colaje en molde de escayola, prensado uniaxial y extrusión. Para establecer una comparativa entre ellos se han preparado, en los tres casos, en forma de anillos Raschig. Se ha procedido a la caracterización físicoquímica de los materiales así obtenidos, observándose su microestructura mediante microscopía electrónica de barrido, superficie específica (BET), medidas de densidad en mercurio y helio, absorción de agua y porosidad. Asimismo se ha realizado un ensayo dinámico de retención de metales pesados con estos anillos en aguas simuladas, llevando a cabo análisis químicos mediante ICP-OES en las aguas depuradas.
Published: 2004

22. Materiales y técnicas para el acoplamiento mecánico optimo de piezocerámicas en aire

Author: Gómez Álvarez-Arenas, T. E. and Montero de Espinosa, F.
Subjects: Piezoelectric transducers, porous materials, air-coupled ultrasound, impedance matching layers, Transductores piezoeléctricos, Materiales porosos, ultrasonidos en aire, capas de adaptación de impedancias, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: Great efforts have been made over the last years to avoid the use of coupling agents between ultrasonic transducers and sample materials for NDE applications. Two different technologies compite for this particular application: piezoelectric and electrostatic transducers. In the first case, main problem is the huge impedance mismatch between the air and any piezoceramic. This can be partially solved using λ/4 matching layers. Low density and slow velocities of sound propagation in the materials (acoustic impedance as low as 0.1 MRayl), low attenuation of ultrasonic waves and good tuning of the λ/4- resonance to the working frequency of the ceramic are requiered. Usually, all this requirements are extremely difficult to achive at once. It is presented, in this work, the mechanical characterisation of highly porous materials to be used as λ/4- matching layers at frequencies around 1 MHz. This characterisation (both elastic constants and attenuation) is performed using airborne ultrasonic waves. The use of these materials as matching layers for piezoelectric transducers in pitch-cath mode increases the transmision by 35 dB and provides sensitivities about –20 dB.En los últimos años se están realizando grandes esfuerzos para poder realizar inspecciones de Ensayos no Destructivos por ultrasonidos sin emplear líquidos como medio de acoplo entre los transductores piezoeléctricos y las estructuras a inspeccionar. En este campo compiten dos tecnologías de transducción, los transductores basados en piezocerámicas y los de tipo capacitivo. En el caso de los piezocerámicos, el punto crítico lo constituye la desadaptación de impedancias entre el resonador piezoeléctrico y el aire. Para soslayar este problema es posible utilizar capas de adaptación (λ/4). Para esto es necesario utilizar materiales con muy baja densidad y velocidad de propagación (impedancia acústica específica del orden de 0.1 MRayl), baja atenuación y buena sintonización a la frecuencia de trabajo. Con frecuencia, todas estas propiedades son extremadamente difíciles de conjugar. En el trabajo se presenta la caracterización de materiales con elevada porosidad y su utilización como líneas de transmisión λ/4 para frecuencias en el entorno de 1 MHz. La caracterización – constantes elásticas y coeficiente de atenuación- se realiza con acoplamiento en aire. El uso de estos materiales como línea de adaptación logra mejoras de transmisión de hasta 35 dB y sensibilidad en modo emisión-recepción de hasta –20 dB.
Published: 2002

23. Organic-Inorganic Hybrid Catalysts for Chemical Processes of Industrial Interest

Author: Andrea Erigoni
Subjects: Chemical process, Compuestos híbridos, Engineering, Catalizadores híbridos, Sol-gel synthesis, 7. Clean energy, Catalysis, Materiales porosos, Silica-based materials, Organic inorganic, Catálisis, Post-synthetic functionalization, business.industry, Frame (networking), Foundation (engineering), Materiales híbridos, Scholarship, Síntesis sol-gel, Porous-materials, Work (electrical), 13. Climate action, Organic-inorganic hybrid composites, Engineering ethics, Hybrid materials, business, Mesoporous silica
Abstract: [ES] El trabajo de investigación descrito en la presente Tesis Doctoral ha sido desarrollado en el marco del proyecto europeo MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) y se ha centrado en la síntesis y caracterización de materiales mono- y multi-funcionales que presentan sitios catalíticos ácidos, básicos o redox. Diferentes líneas de investigación han sido desarrolladas en paralelo para obtener distintos materiales híbridos que serán empleados en diferentes procesos catalíticos, en línea con las necesidades de los socios industriales del proyecto. Debido a la naturaleza colaborativa del proyecto, cada miembro académico se ha en-centrado en un aspecto del desarrollo de los materiales. Es por ello que el Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), donde se ha llevado a cabo esta Tesis Doctoral, se ha centrado en la síntesis de los catalizadores híbridos. Por ello, parte de la caracterización descrita en el Capítulo 3 se ha llevado a cabo en la Università del Piemonte Orientale (IT), durante una estancia de un mes. Ademas, algúnos resultados catalíticos descritos en los Capítulos 3 y 5 han sido obtenidos por la University of Southampton (UK). En el Capítulo 3, se ha descrito la síntesis de dos catalizadores heterogéneos híbridos que presentan moléculas de ácido aril-sulfónico en su composición. En uno de ellos, el anillo aromático presentará átomos de flúor en posición 2, 3, 5, 6. Se han llevado a cabo dos estrategias de síntesis multi-etapas, a través de la síntesis de los precursores alkoxi-silanos, a través de procesos de condensación junto a un precursor de sílice (en ausencia de agentes directores de estructura, a pH neutro y temperaturas bajas) y de una reacción de tethering. Los materiales híbridos han sido caracterizados a través de dife-rentes técnicas. Las propiedades texturales, la estabilidad térmica y la composición química de los catalizadores ha sido estudiada. Además, moléculas sondas han sido adsorbidas en los materiales hibridos y las interacciones entre ellos han sido estudiadas a través de espectroscopias FTIR y RMN multi-nuclear. El catalizador hibrido en que el anillo aromático estaba fluorado resultó ser el más activo catalíticamente en la reac-ción de formación de acetal entre benzaldehído y etilenglicol. Una versión de los hí-bridos en que la superficie había sido pasivada con grupos metilos también fue obteni-da. Las propiedades de los materiales híbridos pasivados fueron comparadas, para po-der estudiar el efecto de la polaridad de la superficie del soporte sobre la actividad catalítica. En el Capítulo 4 se describe la síntesis de órgano-catalizadores híbridos obtenidos por anclaje de precursores de silicio funcionalizados con grupos básicos sobre un soporte del tipo MCM-41. Los catalizadores han sido caracterizados y empleados en diferentes reacciones de formación de enlaces C-C, como la condensación de Knoevenagel y la adición de Michael. Los catalizadores híbridos han sido empleados en la condensación entre furfural y metil isobutil cetona. El catalizador más activo ha sido seleccionado para ser funcionalizado posteriormente con nanoparticulas de paladio y empleado en un proceso catalítico en cascada. Mecanismos de reacción han sido pro-puesto para cada proceso catalítico. El efecto beneficioso debido a la presencia de los grupos silanoles en la superficie del soporte también fue analizado. En el Capítulo 5, la síntesis de catalizadores híbridos multi-funcionales fue descrita. Basándose en los resultados obtenidos en el Capítulo 4, se ha preparado un catalizador que presente grupos aminopropil- y nanopartículas de paladio. Las propiedades estructurales y texturales han sido estudiadas. Además, a través de la microscopia electrónica de transmisión, la distribución dimensional de las nanoparticulas ha sido estimada, resultando en un tamaño medio equivalente a la dimensión de los canales mesoporosos del soporte, MCM-4, [CA] El treball de recerca descrit en aquesta tesi doctoral es va desenvolupar en el marc del projecte europeu MULTI2HYCAT (grant agreement N. 720783) i se centra en la sínte-si i la caracterització de catalitzadors híbrids mono i multifuncionals amb àcid, base o redox actius llocs. S'han desenvolupat diverses línies d'investigació en paral·lel per dissenyar múltiples catalitzadors híbrids per a diferents processos catalítics, basant-se en les necessitats dels socis industrials. A causa del caràcter col·laboratiu del projecte, cada soci acadèmic es va centrar princi-palment en un aspecte de tot el procés. Institut de Tecnologia Química (ITQ-CSIC), on es va desenvolupar aquesta tesi, està principalment centrat en el disseny i síntesi de catalitzadors híbrids. Per això, part dels resultats de caracterització reportats al Capítol 3 s'han dut a terme a la Università del Piemonte Orientale (IT), durant una estada d'un mes. Alguns dels resultats catalítics reportats al Capítol 3 i al Capítol 5 han estat reali-tzats per la Universitat de Southampton (Regne Unit). En el Capítol 3, s'ha descrit la síntesi de dos catalitzadors heterogenis híbrids que pre-senten molècules d'àcid aril-sulfònic en la composició. En un d'ells, l'anell aromàtic presentarà àtoms de fluor en posició 2, 3, 5, 6. S'han dut a terme dues estratègies de síntesi multi-etapes, a través de la síntesi dels precursors alkoxi-silans, mitjançant pro-cessos de condensació al costat d'un precursor de sílice (en absència d'agents directors d'estructura, a pH neutre i temperatures baixes) i d'una reacció de tethering. Els mate-rials híbrids han estat caracteritzats mitjançant diferents tècniques. Les propietats texturals, l'estabilitat tèrmica i la composició química dels catalitzadors ha sigut estudiada. A més, molècules sondes han estat adsorbides en els materials híbrids i les interaccions entre ells han estat estudiades mitjançant espectroscòpies FTIR i RMN multi-nuclear. El catalitzador híbrid en que l'anell aromàtic estava fluorat va resultar ser el més actiu catalíticament en la reacció de formació d'acetal entre benzaldehid i etilenglicol. Una versió dels híbrids en que la superfície havia estat pasivada amb grups metilos també va ser obtinguda. Les propietats dels materials híbrids passivats van ser comparades, per poder estudiar l'efecte de la polaritat de la superfície del suport sobre l'activitat catalítica. En el Capítol 4 es descriu la síntesi d'organo-catalitzadors híbrids obtinguts per ancoratge de precursors de silici funcionalitzats amb grups bàsics sobre un suport del tipus MCM-41. Els catalitzadors han estat caracteritzats i empleats en diferents reaccions de formació d'enllaços C-C, com la condensació de Knoevenagel i l'addició de Michael. Finalment, els catalitzadors híbrids han estat emprats en la condensació entre furfural i metil isobutil cetona. El catalitzador més actiu ha estat seleccionat per a ser funcionalitzat posteriorment amb nanoparticules de pal·ladi i emprat en un procés catalític en cascada. Mecanismes de reacció han estat proposat per a cada procés catalític. L'efecte beneficiós a causa de la presència dels grups silanols en la superfície de suport també va ser analitzat. En el Capítol 5, la síntesi de catalitzadors híbrids multi-funcionals va ser descrita. Basant-se en els resultats obtinguts en el Capítol 4, s'ha preparat un catalitzador que presenti grups aminopropil- i nanopartícules de palladi. Les propietats estructurals i texturals han estat estudiades. A més, a través de la microscòpia electrònica de trans-missió, la distribució dimensional de les nanoparticulas ha estat estimada, resultant en una grandària mitjana equivalent a la dimensió dels canals mesoporosos del suport, MCM-41. El material ha estat emprat com a catalitzador multi-funcional., [EN] The research work described in this Doctoral Thesis was developed within the frame of the MULTI2HYCAT European Project (grant agreement N. 720783) and it is focused on the synthesis and characterization of mono- and multi-functional hybrid catalysts featuring acid, base or redox active sites. Several research lines have been developed in parallel to design multiple hybrid catalysts for different catalytic processes, building upon the needs of the industrial partners. Due to the collaborative nature of the project, each academic partners mainly focused on one aspect of the whole process. Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC), where this Thesis was developed, mostly focused on the design and synthesis of the hybrid catalysts. For that, part of the characterization results reported in Chapter 3 have been carried out at Università del Piemonte Orientale (IT), during a one month stay. Some of the catalytic results reported in Chapter 3 and Chapter 5 have been car-ried out by the University of Southampton (UK). In Chapter 3 the synthesis of two different heterogeneous hybrid catalysts carrying aryl-sulfonic moieties, in which the aromatic ring was either fluorinated or not, is re-ported. Two multi-step synthetic approaches were developed, involving the synthesis of the silyl-derivative precursor, template-free one-pot co-condensation (at low tem-perature and neutral pH) and tethering reaction. A multi-technique approach was im-plemented to characterize the hybrid catalysts. Textural properties, thermal stability and chemical makeup of the materials were studied. Moreover, probe molecules were adsorbed onto the hybrids and the interaction were studied with multi-nuclear NMR and FTIR spectroscopies. The catalytic activity of the two hybrids showed superior performances for the fluoro-aryl-sulfonic acid, compared to the non-fluorinated mate-rial, in the acetal formation between benzaldehyde and ethylene glycol. Silanol-capped versions of the hybrids have also been prepared and their properties have been com-pared with those of hydrophilic hybrids, to study the effect of the polarity of the sur-face on the overall catalytic activity of the hybrids. In Chapter 4, the synthesis of hybrid mesoporous organocatalysts, obtained by graft-ing of commercial and custom-made silyl-derivatives onto MCM-41 supports, is re-ported. The hybrid catalysts were characterized and tested for different reactions in-volving C-C bond formation, such as Knoevenagel condensations and Michael addi-tion. Finally, the catalysts were tested in the condensation between furfural and methyl isobutyl ketone and the most performing catalyst was selected for the synthesis of a multi-functional hybrid. Reaction mechanisms have been proposed and the beneficial effect of the surface silanol groups on the catalytic activity was demonstrated. In Chapter 5, the synthesis of hybrid multi-functional catalysts is reported. Building upon the results reported in Chapter 4, a hybrid catalyst featuring aminopropyl moie-ties and palladium nanoparticles was developed. Structural and textural properties of the catalysts were accessed. Moreover, transmission electron microscopy showed a narrow nanoparticles distribution, centered a value equivalent to the size of the meso-porous channels of the support. The catalyst was tested in a tandem process involving the aldol condensation between furfural and methyl isobutyl ketone followed by hy-drogenation of the aldol adduct. The influence of several variables on the activity of the multi-functional catalyst was explored, with the scope of paving the way for more thorough studies to be carried out in flow regime. Lastly, proof-of-concept syntheses of multi-functional hybrid catalysts featuring base sites and supported metal complex are reported., The research work described in this Doctoral Thesis was developed within the frame of the MULTI2HYCAT European Project (grant agreement N. 720783). I would like to thank la Caixa foundation for my PhD scholarship.
Published: 2021

24. Estudi d’incorporació i alliberament de fàrmacs amb noves formes de dosificació basades en sistemes micro-nanoestructurats

Author: Aparicio Pelegrin, Rosa M., Garcia Celma, Ma. José, Esquena Moret, Jordi, and Universitat de Barcelona. Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació
Subjects: Poliestireno, Materials porosos, Espumas plásticas, Ciències de la Salut, Emulsiones (Farmacia), Drug delivery systems, Plastic foams, Sistemes d'alliberament de medicaments, Emulsions (Farmàcia), Poliestirè, Sistemas de liberación de medicamentos, Materiales porosos, Escumes plàstiques, Porous materials, Emulsions (Pharmacy), Polystyrene
Abstract: Els materials porosos polimèrics, també denominats escumes sòlides, són materials sòlids de baixa densitat i elevat volum de porus. Són ben coneguts per la seva varietat d’aplicacions i constitueixen una part integral de diverses formes de dosificació. La xarxa porosa és important per determinar fenòmens relacionats amb l’administració de medicaments, tals com la dissolució, adsorció i difusió de fàrmacs. S’ha descrit l’ús de materials mesoporosos per incorporar i posteriorment alliberar diverses molècules d’interès farmacèutic i s’ha demostrat que molècules de diferents mides poden quedar atrapades als porus mitjançant un procés d’impregnació i alliberades a través d’un mecanisme controlat per difusió. En aquest context, els materials porosos tenen característiques molt interessants com són superfícies elevades, mida de porus ajustable amb una baixa polidispersitat i propietats superficials ben definides, permetent així l’adsorció i alliberament de certs tipus de fàrmacs d’una manera més reproduïble i predictible. La majoria de mètodes per fabricar materials porosos donen lloc a estructures poroses jeràrquiques, però són processos laboriosos amb diverses etapes i, per aplicacions industrials es requereixen mètodes més simples. Com a alternativa als mètodes convencionals es poden obtenir materials porosos mitjançant sistemes col·loidals, generant un sistema bifàsic i polimeritzant posteriorment la fase externa. Les entitats col·loidals serveixen per a formar la porositat en el material final i després són eliminades del sistema. Depenent de la naturalesa del sistema col·loidal (emulsions, microemulsions, etc.), la grandària dels porus generats pot ser des de nanòmetres fins a centenars de micres. En aquesta tesi doctoral s’han seleccionat quatre polímers biocompatibles per desenvolupar materials nanoestructurats a partir d’emulsions altament concentrades: poliestirè-divinilbenzè (PS-DVB), poliacrilamida (PAM), quitosan (QS) i àcid hialurònic (HA). Els materials de poliestirè-divinilbenzè i els de poliacrilamida s’han obtingut mitjançant una reacció de polimerització de l’estirè amb divinilbenzè en el primer cas i d’acrilamida i bisacrilamida en el segon cas, fent servir com a plantilla (template) l’estructura de les emulsions altament concentrades. Per a l’obtenció de materials de poliestirè-divinilbenzè s’han emprat emulsions altament concentrades W/O i pels materials de poliacrilamida, emulsions O/W, degut a les diferents solubilitats de l’estirè i l’acrilamida en els components de les emulsions i per afavorir les reaccions de polimerització a la fase externa. Els altres polímers s’han incorporat directament preformats a les emulsions O/W i s’han utilitzat agents reticulants (cross-linkers) per mantenir l’estructura. El reticulant emprat pel quitosan ha estat la genipina i per a l’àcid hialurònic, el butandiol diglicidil éter (BDDE). La caracterització d’aquests nous materials i l’estudi de la incorporació de fàrmacs i la cinètica d’alliberament és fonamental pel desenvolupament de formes farmacèutiques segures i eficaces. És per això que s’ha desenvolupat un sistema de control senzill basat en l’equip de dissolució que ens ha permès comparar les característiques del diferents materials sense haver de recórrer a tècniques complexes que suposarien un cost excessiu per a la fabricació industrial d’aquests nous materials per a ús farmacèutic. S’han preparat materials porosos de poliestirè-divinilbenzè (PS-DVB), partint d’emulsions altament concentrades W/O preparades pel mètode PIT o pel mètode de les addicions successives. Les diferents característiques de les emulsions i dels materials obtinguts han permès comprovar que les emulsions efectivament han servit de plantilla per a l’estructura porosa dels materials, obtenint-se porus més petits i homogenis quan les emulsions es preparen pel mètode PIT. És possible augmentar la hidrofília de la superfície d’aquests materials hidrofòbics amb un tractament amb plasma atmosfèric a baixa temperatura. Les escumes sòlides que s’han format per polimerització de monòmers a la fase continua de l’emulsió altament concentrada, materials de PS-DVB i PAM, tenen una estructura més compacta i els porus són més ordenats i interconnectats. Quan es produeix la polimerització en un sistema col·loidal compartimentat, la reacció té lloc d’una manera més ordenada i les estructures que es formen tenen un grau d’ordenació més elevat. Els materials obtinguts conserven l’estructura de l’emulsió, són majoritàriament macroporosos, amb més d’un 90% de porositat, i tenen una baixa densitat. Els resultats de porosimetria han evidenciat la possibilitat de modificar les característiques dels materials porosos, mida de por i superfície específica, mitjançant canvis en la mida de gota de l’emulsió de partida, per canvis en la composició o en el mètode de preparació. Els resultats obtinguts en l’estudi dels mètodes d’incorporació de principis actius als monòlits han permès comprovar que es pot realitzar una impregnació eficient, uniforme i en profunditat dels monòlits hidròfobs de PS-DVB i QS pel mètode d’immersió en una solució hidroalcohòlica d’aigua/etanol (1:1, p/p). El mètode de degoteig es va reservar pels materials d’HA degut a la seva fragilitat. També s’ha comprovat que les solucions més concentrades en principi actiu permetien la incorporació de quantitats més elevades de fàrmac. La posada a punt d’una metodologia per a la presa de mostres de manera automàtica amb l’equip de dissolució ha permès establir les condicions per a un mostreig fiable i reproduïble, per realitzar els assaigs d’alliberament de fàrmacs des dels materials polimèrics. L’automatització de l’equip ha permès assajar vàries mostres simultàniament i obtenir resultats més fiables. Els dispositius basats amb bossa de diàlisi, cel·la d’immersió i cistell perforat (mètode 1 de la Real Farmacopea Española) són adequats per avaluar la cessió de principis actius des de materials porosos polimèrics fins una solució receptora; no obstant, aquest darrer mètode te l’avantatge de que l’alliberament es realitza directament a la solució receptora sense interferència de cap membrana i és el més adient per comparar diferents materials o diferents principis actius. Les escumes sòlides hidròfobes de PS-DVB produeixen un alliberament retardat de fàrmacs lipòfils com el ketoprofèn (KP) i afecten en menor grau a la cessió de fàrmacs hidròfils com el clorhidrat de clindamicina i el sulfat de salbutamol, que queden menys retinguts pel material porós. El retard en l’alliberament de KP des dels materials hidròfobs és molt significatiu en comparació amb formes sòlides orals comercialitzades d’aquest mateix principi actiu. La retenció dels fàrmacs pels materials porosos estudiats està influenciada per l’estructura de l’emulsió que ha fet de plantilla perquè condiciona la morfologia de l’estructura porosa, per la composició dels materials porosos i la seva afinitat pels principis actius incorporats i per la rigidesa o fragilitat dels materials, que condiciona els mètodes per a la seva impregnació. Considerar aquestes característiques permetrà modular les propietats de les escumes sòlides per adaptar-les als perfils de cessió més adequats per cada principi actiu.
Published: 2021

25. Estudio de la distribución de poros activos y totales en membranas cerámicas planas de microfiltración

Author: Palacio, L., Prádanos, P., Calvo, J. I., Hernández, A., Almandoz, C., Amaral, M., and Marchese, J.
Subjects: Porous materials, Ceramic membranes, Flat membranes synthesis, Microfiltration, Sinterization temperature, Materiales porosos, Membranas cerámicas, Síntesis de membranas planas, Microfiltración, Temperatura de sinterizado, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: In this work, it has been studied the influence of the particles size and sinterization temperature in the preparation of flat microfiltration ceramic membranes. These membranes were made from ceramic materials by controlling, among other factors, the particle size, the chemical formulation of the paste and its thermal treatment. The structural morphology of the membranes has been studied as a function of particle size and sinterization temperature, by using mercury porosimetry and air-liquid porometry. Both techniques have been used due to their complementarity, as far as mercury porosimetry gives information on total pores, while air-liquid porometry does it on active pores. Results showed that both active and total pores size, are incremented with the size of the used particles. Similarly, the increase of the sinterization temperature (within the range of work) results in an increase of the mean pore size and a broadening of the distribution.En este trabajo se ha estudiado la influencia del tamaño de partículas y de la temperatura de sinterizado en la preparación de membranas planas de microfiltración. Estas membranas se prepararon a partir de materias primas cerámicas controlando, entre otras variables: el tamaño de partículas, la formulación química de la pasta y su tratamiento térmico. La morfología estructural de las membranas en función del tamaño de partícula y la temperatura de sinterizado ha sido estudiada mediante técnicas de porosimetría de mercurio y porometría de aire-líquido. Las dos técnicas de análisis han sido utilizadas por su complementariedad, puesto que la porosimetría de mercurio informa sobre los poros totales, mientras que la porometría de aire-líquido lo hace sobre los poros activos. Los resultados muestran que tanto el tamaño de los poros activos como de los totales, se incrementa con el tamaño de partícula de la pasta empleada. De forma similar, el incremento de la temperatura de sinterizado (dentro del rango de trabajo) produce un aumento del tamaño medio de poro y un ensanchamiento de la distribución.
Published: 2000

26. Fabricación y caracterización de membranas cerámicas tubulares para microfiltración

Author: Marchese, J., Almandoz, C., Amaral, M., Palacio, L., Calvo, J. I., Pradanos, P., and Hernández, A.
Subjects: Porous materials, membranes, synthesis of tubular membranes, microfiltration, atomic force microscopy, Materiales porosos, membranas, síntesis de membranas tubulares, microfiltración, microcopía de fuerza atómica, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: A method to prepare and characterize different microfiltration ceramic membranes is described here. The membranes are composite and consist in a macroporous support, giving high mechanical resistance, onto which a thin microporous layer is deposited. This active film determines the retention properties of the membrane. Several versions of these membranes were prepared by controlling: particle size, chemical formulation of the paste and its thermal treatment. Both the support and the active layer were obtained from slips consisting in caolin, clay, feldespatum etc. The morphology of the active layer, support and composite membrane have been investigated by AFM (Atomic Force Microscopy) and hydraulic permeabilities. Structural properties and permselectivity make these membranes appropriate to be efficiently used in microfiltration processes.En este trabajo se describe el método de preparación y la caracterización de diversas membranas cerámicas tubulares con utilidad en el campo de la microfiltración. Se trata de membranas compuestas formadas por un soporte macroporoso que le confiere resistencia mecánica y una capa delgada microporosa o superficie activa depositada sobre el soporte que es la que determina las características retentivas de la membrana. Se prepararon diversas versiones de estas membranas a partir de materias primas cerámicas controlando, entre otras, variables como: el tamaño de partículas, la formulación química de la pasta y su tratamiento térmico. El material del soporte y de la capa activa se obtiene a partir de barbotinas a base de caolín, arcilla, feldespato, alúmina, etc. La morfología estructural del soporte, capa activa y membrana compuesta se ha estudiado mediante técnicas de AFM (Microscopía de Fuerza Atómica) y permeabilidades hidráulicas. Las propiedades estructurales y permeoselectivas de estas membranas cerámicas, hacen que sean apropiadas para procesos de microfiltración.
Published: 2000

27. Nanocomposites of conductive polymers and nanoparticles deposited on porous material as a strategy to improve its corrosion resistance

Author: García Cabezón, Ana Cristina and García Cabezón, Ana Cristina
Abstract: Producción Científica, A strategy for the corrosion protection of porous materials using conductive polymers and nanocomposites of polymers and nanoparticle is presented. Several conductive polymers, various dopants and different electropolymerization conditions are studied to select the films with the highest corrosion resistance on porous and non-porous materials. It is found that nanocomposite films prepared from two different methods i.e., the co-generation of Au nanoparticles and the dispersion of TiO2 nanoparticles inside the selected polymer coating give rise to an excellent corrosion resistance. Coated porous samples have the most noble corrosion potentials, the lowest stable passive current densities and the highest polarization resistances., Ministerio de Educación y Formación Profesional (project RTI2018-097990-B-I00), Junta de Castilla y León (projects VA275P18 and VA044G19)
Published: 2020

28. Empleo de materiales porosos como adsorbentes selectivos en la separación de olefinas/parafinas

Author: Climent Olmedo, María José, Valencia Valencia, Susana, Rey Garcia, Fernando, Pérez Botella, Eduardo, Universitat Politècnica de València. Departamento de Química - Departament de Química, Pintor Labandeira, Antía, Climent Olmedo, María José, Valencia Valencia, Susana, Rey Garcia, Fernando, Pérez Botella, Eduardo, Universitat Politècnica de València. Departamento de Química - Departament de Química, and Pintor Labandeira, Antía
Abstract: [ES] Olefinas ligeras tales como etileno y propileno son importantes productos primarios de la industria de polímeros, y se obtienen fundamentalmente a partir de craqueo de nafta y alcanos de cadena corta, como etano y propano. Debido a sus propiedades físicas similares, la separación de olefinas y parafinas ligeras, se lleva a cabo empleando tecnologías que implican un gran consumo energético, como es el caso de la destilación criogénica. Por ello, el desarrollo de una vía alternativa más eficiente desde el punto de vista energético para la separación de etano-etileno es de gran interés en la industria petroquímica. La búsqueda de adsorbentes selectivos que puedan llevar a cabo estos procesos de separación con el mínimo consumo energético posible es de gran relevancia en la actualidad. En este sentido, zeolitas, MOFs y otros materiales porosos poseen las características adecuadas para ello, siendo posible seleccionar el material más apropiado para que se produzca la adsorción preferencial de un componente frente a otro y, como consecuencia, pueda emplearse con éxito en la separación de mezclas. El objetivo principal del trabajo es realizar una revisión exhaustiva de los materiales porosos existentes con potencial aplicación en la separación de olefinas y parafinas ligeras, concretamente, de la fracción C2. Para ello, se realiza una revisión bibliográfica tanto de los materiales capaces de actuar como adsorbentes selectivos para llevar a cabo estas separaciones como de los distintos mecanismos de separación posibles., [EN] As primary feedstocks in the petrochemical industry, light olefins such as ethylene and propylene are mainly obtained from steam cracking of naphtha and short chain alkanes, such as ethane and propane. Due to their similar physical properties, the separations of light olefins and paraffins, are typically performed by highly energy-intensive cryogenic distillation. So, developing an energy-efficient ethane-ethylene separation process is highly desired for the petrochemical industry. The search for selective adsorbents that can carry out these separation processes with the minimum energy consumption is of great importance. In this regard, zeolites, MOFs and other porous materials have the right features for it, being possible to select the most appropriate material so that the preferential adsorption of one component over another takes place and, as a consequence, can be used successfully in the separation of mixtures. The main objective of the work is to carry out an exhaustive review of the existing porous materials with potential application in the separation of light olefins and paraffins, specifically, the C2 fraction. For this purpose, a bibliographic review is carried out both of the materials capable of acting as selective adsorbents to carry out these separations and of the different possible separation mechanisms.
Published: 2020

29. Numerical Characterization of Complex Materials and Vibro-Acoustic Systems

Author: Río-Martín, Laura and Río-Martín, Laura
Abstract: [Abstract] The acoustic characterization of materials plays an important role in a wide range of industrial applications. To get a proper acoustic characterization of a material, the knowledge of its intrinsic parameters is fundamental. However, this task is becoming increasingly difficult due to the continuous development of new materials. A classical parametric approach can be used to perform the acoustic characterization of a material. Once a model and its constitutive law are chosen, their unknown parameters are estimated by fitting the experimental data with the mechanical response of the model. The main drawback of this methodology is that the wrong choice of the parametric model can lead to get a response far from the experimental data. The main pnrpose of this dissertation is to present a non-parametric methodology to characterize acoustically different materials. This data-driven methodology allows to avoid the epistemic uncertainty of an unsuitable model selection since the mathematical modeling of the materials is based only on the available experimental measnrements. The proposed methodology requires the numerical solution of an inverse problem at each frequency of interest. To illustrate the efficiency of the methodology, numerical simulations are performed by using real-world measnrements of porous, viscoelastic, and poroelastic materials., [Resumen] La caracterización acústica de materiales desempeña un papel importante en un gran número de aplicaciones industriales. Para lograr una caracterización adecuada del material es fundamental conocer sus parámetros intrínsecos. Sin embargo, la aparición y desarrollo de nuevos materiales hace esa tarea cada vez más difíciL Para caracterizar un material, es posible utilizar un enfoque paramétrico clásico: una vez elegido un modelo y su ley constitutiva, se estiman sus parámetros desconocidos ajustando los datos experimentales a la respuesta mecánica del modelo considerado. El inconveniente más relevante de esta metodología es que una elección errónea del modelo paramétrico puede llevar a obtener una respuesta muy alejada de los datos experimentales. El principal objetivo de esta tesis es presentar una metodología no paramétrica para caracterizar materiales acústicamente. Es una metodología basada en datos y evita la incertidumbre epistémica de una selección de modelo inadecuada, ya que la modelización matemática de los materiales se basa únicamente en las medidas experimentales disponibles. La metodología propuesta requiere la resolución numérica de un problema inverso para cada frecuencia de interés. Para ilustrar la eficiencia de la metodología, se realizan simulaciones numéricas utilizando datos reales de materiales porosos, viscoelásticos y poroelásticos., [Resumo] A caracterización acústica de materiais xoga un papel importante nun gran número de aplicacións industriais. Co fin de obter una axeitada caracterización do material, é esencial coñecer os seus parámetros intrínsecos. Non obstante, a aparición e desenvolvemento de novas materiais fai que esta tarefa sexa cada vez máis difícil. Para caracterizar un material, é posible empregar un enfoque paramétrico clásico: unha vez escollido un modelo e a súa lei constitutiva, estímanse os seus parámetros descoñecidos axustando os datos experimentais á resposta mecánica do modelo elixido. A desvantaxe máis relevante desta metodoloxía é que unha elección errónea do modelo paramétrico pode levar a obter unha resposta moi afastada dos datos experimentais. O principal obxectivo desta tese é expoñer unha metodoloxía non paramétrica para caracterizar materiais acusticamente. É unha metodoloxía baseada en datos e evita a incerteza epistémica dunha selección de modelo inadecuada, xa que a modelización matemática dos materiais baséase únicamente nas medidas experimentais dispoñibles. A metodoloxía proposta require a resolución numérica dun problema inverso para cada frecuencia de interese. Para ilustrar a efectividade da metodoloxía, realízanse simulacións numéricas empregando datos reais de materiais porosos, visco elásticos e poroelásticos.
Published: 2020

30. Diseño de sistemas basados en materiales porosos para la liberación controlada de agentes naturales contra plagas

Author: Palomares Gimeno, Antonio Eduardo, Jorda Moret, Jose Luis, Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Química y Nuclear - Departament d'Enginyeria Química i Nuclear, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Escola Tècnica Superior d'Enginyers Industrials, Arroyo Fructuoso, Alba, Palomares Gimeno, Antonio Eduardo, Jorda Moret, Jose Luis, Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Química y Nuclear - Departament d'Enginyeria Química i Nuclear, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Escola Tècnica Superior d'Enginyers Industrials, and Arroyo Fructuoso, Alba
Abstract: [ES] La aplicación de productos químicos sintéticos para el control de plagas genera importantes problemas medioambientales y hace que sea necesario el estudio de nuevos sistemas más sostenibles y ecológicos. Una alternativa es el uso de agentes naturales derivado de aceites esenciales, los cuales tienen actividad biocida sobre algunas plagas y no generan problemas en el medio ambiente. El problema de estos agentes naturales es su elevada volatilidad, por ello es necesario, para su aplicación, soportarlos sobre materiales que permitan una liberación controlada y prolongada del agente natural a lo largo del tiempo. En este TFG se han seleccionado el citronelol, el citronelal y el geraniol, todos ellos compuestos presentes en el aceite de citronela, como agentes naturales con actividad biocida que pueden ser utilizados para el control de plagas. Se han utilizado como soportes distintos tipos de materiales porosos: MCM41 y MCM-41 sililado, ambos sintetizados en el laboratorio, carbón activo (Norit 100 MESH), sepiolita y tierra de diatomeas (Celite®545). Se han incorporado a estos materiales los agentes naturales seleccionados y se ha estudiado su liberación durante un periodo de tres meses. Los resultados permiten establecer cuáles serían los sistemas más adecuados según su aplicación agrícola. Así, se ha determinado que, si se quiere utilizar para el control de plagas, previniendo la aparición de estas, lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte MCM-41 sililado pues produce una liberación más lenta y continuada en el tiempo. Por contrario, si se quiere aplicar como tratamiento de choque sobre una plaga ya instalada se necesita sistemas con cantidades de liberación más elevadas. Para este último caso lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte sepiolita, pues se produce una liberación más rápida, proporcionando concentraciones mayores., [EN] The application of synthetic chemicals for pest control generates significant environmental problems and makes the study of new, more sustainable and ecological systems necessary. An alternative is the use of natural agents derived from essential oils, which have biocidal activity on some pests and do not cause problems in the environment. The problem of these natural agents is their high volatility, so it is necessary, for their application, to support them on materials that allow a controlled and prolonged release of the natural agent over time. In this TFG, citronellol, citronelal and geraniol have been selected, all of them compounds present in citronella oil, as natural agents with biocidal activity that can be used for pest control. Different types of porous materials have been used as supports: MCM-41 and MCM-41 silylated, both synthesized in the laboratory, active carbon (Norit 100 MESH), sepiolite and diatomites (Celite®545). The selected natural agents have been incorporated into these materials and their release has been studied over a period of three months. The results allow to establish which would be the most appropriate systems according to their agricultural application. Thus, it has been determined that, if it is to be used for pest control, preventing the appearance of these, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the silylated MCM-41 support material as it produces a slower and more continuous release in the time. On the contrary, if you want to apply as shock treatment on an already installed pest, systems with higher release amounts are needed. In the latter case, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the sepiolite support material, as a faster release occurs, providing higher concentrations., [CA] L'aplicació de productes químics sintètics per al control de plagues genera importants problemes mediambientals i fa que siga necessari l'estudi de nous sistemes més sostenibles i ecològics. Una alternativa és l'ús d'agents naturals derivat d'olis essencials, els quals tenen activitat biocida sobre algunes plagues i no generen problemes en el medi ambient. El problema d'aquests agents naturals és la seua elevada volatilitat, per això és necessari, per a la seua aplicació, suportar-los sobre materials que permeten un alliberament controlat i prolongat de l'agent natural al llarg del temps. En aquest TFG s'han seleccionat el citronelol, el citronelal i el geraniol, tots ells compostos presents en l'oli de citronel·la, com a agents naturals amb activitat biocida que poden ser utilitzats per al control de plagues. S'han utilitzat com a suports diferents tipus de materials porosos: MCM-41 i MCM-41 sililat, tots dos sintetitzats en el laboratori, carbó actiu (Norit 100 MESH), sepiolita i terra de diatomees (Celite®545). S'han incorporat a aquests materials els agents naturals seleccionats i s'ha estudiat el seu alliberament durant un període de tres mesos. Els resultats permeten establir quins serien els sistemes més adequats segons la seua aplicació agrícola. Així, s'ha determinat que, si es vol utilitzar per al control de plagues, prevenint l'aparició d'aquestes, el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport MCM-41 sililat perquè produeix un alliberament més lent i continuada en el temps. Per contrari, si es vol aplicar com a tractament de xoc sobre una plaga ja instal·lada es necessita sistemes amb quantitats d'alliberament més elevades. Per a aquest últim cas el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport sepiolita, perquè es produeix un alliberament més ràpid, proporcionant concentracions majors.
Published: 2020

31. Numerical Characterization of Complex Materials and Vibro-Acoustic Systems

Author: Prieto, A., Río-Martín, Laura, Prieto, A., and Río-Martín, Laura
Abstract: [Abstract] The acoustic characterization of materials plays an important role in a wide range of industrial applications. To get a proper acoustic characterization of a material, the knowledge of its intrinsic parameters is fundamental. However, this task is becoming increasingly difficult due to the continuous development of new materials. A classical parametric approach can be used to perform the acoustic characterization of a material. Once a model and its constitutive law are chosen, their unknown parameters are estimated by fitting the experimental data with the mechanical response of the model. The main drawback of this methodology is that the wrong choice of the parametric model can lead to get a response far from the experimental data. The main pnrpose of this dissertation is to present a non-parametric methodology to characterize acoustically different materials. This data-driven methodology allows to avoid the epistemic uncertainty of an unsuitable model selection since the mathematical modeling of the materials is based only on the available experimental measnrements. The proposed methodology requires the numerical solution of an inverse problem at each frequency of interest. To illustrate the efficiency of the methodology, numerical simulations are performed by using real-world measnrements of porous, viscoelastic, and poroelastic materials., [Resumen] La caracterización acústica de materiales desempeña un papel importante en un gran número de aplicaciones industriales. Para lograr una caracterización adecuada del material es fundamental conocer sus parámetros intrínsecos. Sin embargo, la aparición y desarrollo de nuevos materiales hace esa tarea cada vez más difíciL Para caracterizar un material, es posible utilizar un enfoque paramétrico clásico: una vez elegido un modelo y su ley constitutiva, se estiman sus parámetros desconocidos ajustando los datos experimentales a la respuesta mecánica del modelo considerado. El inconveniente más relevante de esta metodología es que una elección errónea del modelo paramétrico puede llevar a obtener una respuesta muy alejada de los datos experimentales. El principal objetivo de esta tesis es presentar una metodología no paramétrica para caracterizar materiales acústicamente. Es una metodología basada en datos y evita la incertidumbre epistémica de una selección de modelo inadecuada, ya que la modelización matemática de los materiales se basa únicamente en las medidas experimentales disponibles. La metodología propuesta requiere la resolución numérica de un problema inverso para cada frecuencia de interés. Para ilustrar la eficiencia de la metodología, se realizan simulaciones numéricas utilizando datos reales de materiales porosos, viscoelásticos y poroelásticos., [Resumo] A caracterización acústica de materiais xoga un papel importante nun gran número de aplicacións industriais. Co fin de obter una axeitada caracterización do material, é esencial coñecer os seus parámetros intrínsecos. Non obstante, a aparición e desenvolvemento de novas materiais fai que esta tarefa sexa cada vez máis difícil. Para caracterizar un material, é posible empregar un enfoque paramétrico clásico: unha vez escollido un modelo e a súa lei constitutiva, estímanse os seus parámetros descoñecidos axustando os datos experimentais á resposta mecánica do modelo elixido. A desvantaxe máis relevante desta metodoloxía é que unha elección errónea do modelo paramétrico pode levar a obter unha resposta moi afastada dos datos experimentais. O principal obxectivo desta tese é expoñer unha metodoloxía non paramétrica para caracterizar materiais acusticamente. É unha metodoloxía baseada en datos e evita a incerteza epistémica dunha selección de modelo inadecuada, xa que a modelización matemática dos materiais baséase únicamente nas medidas experimentais dispoñibles. A metodoloxía proposta require a resolución numérica dun problema inverso para cada frecuencia de interese. Para ilustrar a efectividade da metodoloxía, realízanse simulacións numéricas empregando datos reais de materiais porosos, visco elásticos e poroelásticos.
Published: 2020

32. Membranas cerámicas y su utilidad en procesos de separación

Author: Hernández, A., Prádanos, P., Calvo, J. I., and Palacio, L.
Subjects: Porous materials, Ceramic membranes, Separation processes, Ultrafiltration, Microfiltration, Nanofiltration, Materiales porosos, Membranas cerámicas, Procesos de Separación, Ultrafiltración, Microfiltración, Nanofiltración, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: Among the separation processes in the industry, those using membranes are usually considered as forming a new and promising field. From them, those which use ceramic membranes, which can be manufactured more selective now than some time ago, are especially relevant due to their high mechanic, thermal and chemical resistances. Here we will start by a summary description of the methods of synthesis of inorganic membranes and particularly ceramic ones. Traditional methods are presented as well as both the polymeric and the coloidal sol-gel techniques. In order to characterize them, pore size distributions and surface properties, including morphology, hydrophillicity and electrical properties should be investigated. Some techniques to study these structural and surface properties are summarily presented. The ceramic membranes can substitute polymeric ones in most of their typical applications with profit due to their better performances and durability.Entre los procesos industriales de separación, los que se basan en membranas se consideran como un nuevo y prometedor campo en desarrollo. Entre éstos, los basados en el uso de membranas cerámicas por sus características de resistencia mecánica, térmica y química y cada vez mayor selectividad han adquirido una gran relevancia. En este trabajo se comenzará haciendo una breve descripción de los métodos de síntesis de membranas inorgánicas y en particular cerámicas. Se exponen tanto los métodos tradicionales como los de sol-gel por vías polimérica y coloidal. Para caracterizar estas membranas se deben obtener sus distribuciones de tamaño de poro y propiedades superficiales tanto morfológicas como relacionadas con la hidrofílicidad y sus propiedades eléctricas. Algunas técnicas de investigación de estas propiedades estructurales y superficiales se exponen también resumidamente. Las membranas cerámicas pueden usarse en las mismas aplicaciones que las membranas poliméricas, con la ventaja de sus mejores prestaciones y durabilidad.
Published: 1999

33. Caracterización de una nueva membrana cerámica de microfiltración con soporte de tejido en acero inoxidable flexible

Author: Palacio, L., Prádanos, P., Calvo, J. I., and Hernández, A.
Subjects: Porous materials, Membranes, Computerized analysis of AFM images, Air liquid porometry, Mercury porosimetry, Materiales porosos, Membranas, Análisis computerizado de imágenes AFM, Porometría de aire-líquido, Porosimetría de mercurio, Clay industries. Ceramics. Glass, TP785-869
Abstract: In this work we present the characterization of a ceramic flexible membrane, made by SynthesechemieⓇ, with a nominal pore size of 0.45 μm. This membrane consists in an α-alúmina porous support which has an embedded stainless steel metallic network, onto what a selective layer of titanium dioxide has been deposited. Membrane characterization has been realized with the aid of several techniques as: atomic force microscopy (AFM), air-liquid displacemente porosimetry and mercury porosimetry. Each tecnique giving information on different aspects: surface characteristics, bulk pores and active pores. Although the total pore size distribution is rather broad, the active pores (those opened to flux) present a narrow distribution with a mean pore size very close to the manufacturer nominal value.En este trabajo se ha abordado la caracterización de una membrana cerámica de microfiltración flexible, fabricada por SynthesechemieⓇ con tamaño de poro nominal de 0.45 μm. Ésta consiste en un soporte poroso de α-alúmina que posee un armazón formado por una red metálica de acero inoxidable sobre el cual existe una capa selectiva de óxido de titanio. La caracterización de la membrana ha sido realizada con diversas técnicas como: microscopia de fuerza atómica (AFM), porometría de desplazamiento aire-líquido y porosimetría de mercurio. Cada técnica da información sobre aspectos diferentes: superficie, poros totales y poros activos. Si bien la distribución total de tamaños de poro es bastante ancha, los poros activos (abiertos al flujo) presentan una distribución de tamaños estrecha con un valor medio muy próximo al nominal.
Published: 1999

34. EchemCONSTORE

Author: García-Salaberri, Pablo A., Pérez Prior, María Teresa, Ureña Torres, María de las Nieves, Muñoz Perales, Vanesa, Levenfeld Laredo, Belén, Varez, Alejandro, Vera Coello, Marcos, García Salaberri, Pablo A., Pérez Prior, María Teresa, Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos, and Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química
Subjects: Ingeniería de materiales, Renewable energy, Characterization, Testing, Porous layers, Energía renovable, Caracterización, Modelling, Synthesis, Batteries, Materiales porosos, Electrodos, Electrochemistry, Electrolyzers, Porous materials, Fuel cells, Electrodes, Membranes, Materiales, Materials engineering, Modelado, Pilas de combustible, Membranas, Electrolizadores, Ensayo, Electroquímica, Capas porosas, Síntesis
Abstract: A meeting sponsored by the International Society of Electrochemistry The I Meeting on Electrochemical Energy Conversion and Storage Devices was held online at University Carlos III of Madrid (UC3M) on January 28th-29th, 2021. The program was divided into two main blocks: 1. Energy conversion devices: fuel cells, electrolyzers, and components. 2. Energy storage devices: redox flow batteries, lithium and post-lithium batteries, and components.
Published: 2021

35. Durability of porous glasses

Author: Rodríguez Valdivieso, Christian Raúl and Grieseler, Rolf
Subjects: Materiales porosos, Resistencia de materiales, purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.05.01 [https], Vidrio
Abstract: The investigations of this work are dedicated to the production of highly alkali resistant porous glasses, evaluating the effect of adding ZrO2 to the sodium borosilicate Vycortype glass. The additions were made with the purpose of improving the ability of the silica porous structure to withstand alkaline solutions. Base glasses (BG) with 0 mol% ZrO2 (Zr0), 3 mol% ZrO2 (Zr3) and 6 mol% ZrO2 (Zr6) were produced by the conventional melting and quenching method. The vitreous structure of the BG was confirmed by XRD. Further characterization tests such as density, ATR and DSC were performed as well. To induce spinodal phase separation and create a two-phase matrix (an insoluble silica rich phase and a soluble sodium-borate phase), BG were heat treated at different temperatures from 560 °C to 700 °C for 12 hours. Scanning electron microscopy (SEM) confirmed the expected interconnected sponge-like morphology. Pore sizes were calculated according to the DIN EN ISO 13383 norm. There is a well-defined tendency of pore size growth with increasing heat treatment temperature and time for 0 mol% ZrO2 and 3 mol% ZrO2 glasses. SEM images also show a decrease in pore size when ZrO2 is added to the glass. The 6 mol% ZrO2 glass did not show spinodal phase separation. Based on the pore size results, a heat treatment temperature of 680 °C was chosen for the following tests. To obtain a porous sample, the soluble sodium-borate phase needs to be leached with HCl solution. For this, leaching temperature and the HCl solution were varied, as well as the subsequent drying process.The best leaching results were obtained with a solution of 1 M HCl + 70 % Ethanol (ratio 9:1) at room temperature for two days and 2 M HCl + 70 % Ethanol (ratio 9:1) at 70 °C for seven days, for Zr0 and Zr3, respectively. To study the durability of porous glasses, alkali resistance tests against 0.1 M NaOH were carried out. It was shown that the alkali stability of Zr0 glass is very low (mass loss of about 20 % in 22 hours). However, when 3 mol% ZrO2 is added to the glass the weight loss percentage is reduced significantly (mass loss of about 4 % in 22 hours). It was found that the presence of zirconia in the silica rich porous structure improves the stability against alkali dramatically. A big problem is the leaching of the phase separated glasses, which very often resulted in breaking of the samples. Las investigaciones de este trabajo se basan en la producción de vidrios porosos altamente resistentes a los álcalis, evaluando el efecto de la adición de ZrO2 al vidrio borosilicato de sodio tipo Vycor. Las adiciones se realizaron con el propósito de mejorar la capacidad de la estructura porosa de sílice para resistir soluciones alcalinas. Se produjeron vidrios base (BG) de 0 % mol ZrO2 (Zr0), 3 % mol ZrO2 (Zr3), 6 % mol ZrO2 (Zr6) mediante el método convencional de fusión y enfriamiento. La estructura amorfa de BG fue confirmada por DRX. También se realizaron más pruebas de caracterización como densidad, ATR y DSC. Para inducir la separación de fases espinodal y crear una matriz de dos fases (una fase insoluble rica en sílice y una fase soluble de borato de sodio), se trataron térmicamente BG a diferentes temperaturas de 560 °C a 700 °C durante 12 horas. La microscopía electrónica de barrido (SEM) confirmó la morfología esperada similar a una esponja interconectada. Los tamaños de los poros se calcularon según la norma DIN EN ISO 13383. Existe una tendencia bien definida de crecimiento del tamaño de los poros con el aumento de la temperatura y el tiempo del tratamiento térmico para vidrios con 0 % mol ZrO2 y 3 % mol ZrO2. Las imágenes SEM también muestran una disminución en el tamaño de los poros cuando se agrega ZrO2 al vidrio. El vidrio de ZrO2 al 6 % en moles no mostró separación de fases espinodal. Basándose en los resultados del tamaño de los poros, se eligió una temperatura de tratamiento térmico de 680 °C para las siguientes pruebas. Para obtener una muestra porosa, la fase soluble de borato de sodio debe lixiviarse con una solución de HCl. Para ello se varió la temperatura de lixiviación y la solución de HCl, así como el posterior proceso de secado, los mejores resultados de lixiviación se obtuvieron con una solución de 1 M HCl + Etanol al 70 % (proporción 9: 1) a temperatura ambiente durante dos días y 2 M HCl + etanol al 70 % (proporción 9: 1) a 70 °C durante siete días, para Zr0 y Zr3, respectivamente. Para estudiar la durabilidad de los vidrios porosos, se llevaron a cabo pruebas de resistencia a los álcalis frente a 0.1 M NaOH. Se demostró que la estabilidad alcalina del vidrio Zr0 es muy baja (pérdida de masa de aproximadamente el 20 % en 22 horas). Sin embargo, si se añade al vidrio un 3 % en moles de ZrO2, el porcentaje de pérdida de peso se reduce significativamente (pérdida de masa de aproximadamente 4 % en 22 horas). Se encontró que la presencia de zirconia en la estructura porosa rica en sílice mejora la estabilidad frente a los álcalis drásticamente. Un gran problema es la lixiviación de los vidrios con separación de fases, que muy a menudo provoca la rotura de las muestras.
Published: 2021

36. Materiales microporosos basados en tierras raras con potencial aplicación en dispositivos electrónicos

Author: Igoa Saldaña, Fernando, Torres, Julia, Suescun, Leopoldo, and Igoa Saldaña Fernando
Subjects: CONDUCTOR DE PROTONES, QUIMICA INORGANICA, FLUORESCENCIA, CRISTALOGRAFIA, MATERIALES POROSOS
Abstract: Los polímeros de coordinación metal-orgánicos (MOFs) son un tipo de material poroso sumamente versátil en cuanto al rango de aplicaciones posibles. Los MOFs se forman a partir del ensamblaje entre centros metálicos y ligandos orgánicos en una red tridimensional. Las propiedades del MOF en cuestión dependen del centro metálico, el ligando, el tipo de conexión, la estructura tridimensional, la morfología, entre otros factores. La inmensidad de posibles arreglos ha permitido la utilización de MOFs en diversos campos de aplicación, desde la adsorción y separación de gases, hasta la fotocatálisis. Siendo los MOFs materiales de elevada cristalinidad, la resolución de sus estructuras por métodos de difracción es accesible, lo que permite aspirar a comprender las bases de su funcionamiento en término de arreglos atómicos. Este trabajo tratará de explorar dos aplicaciones en particular y sus relaciones con la estructura atómica para una familia de MOFs: la conducción protónica para potenciales electrolitos de celdas de combustible de baja temperatura y la generación de un material emisor de luz blanca a partir de tres centros lantánidos emisores. La tesis se centra en el estudio de una familia de MOFs heteropolinucleares de fórmula general [Ln2M3(oda)6]∙nH2O, formados a partir de un metal lantánido trivalente (Ln3+), un metal de transición divalente (M2+) y el ligando oxidiacetato (oda2-). El ensamblaje entre los tres lleva en general a la formación de una estructura hexagonal neutra o de una red cúbica aniónica con contraiones intercalados en los poros del material. Se estudiaron principalmente las series que estaban prácticamente inexploradas de M = Ni y Co, en todo el rango de iones Ln. Se focalizó en los aspectos estructurales de los compuestos, sobre todo en las características geométricas que llevan a la obtención de un polimorfo preferencial en función de los metales M y Ln. Se propuso un modelo en el cual se define un factor de tolerancia en función de los radios iónicos de los metales, con el objetivo de explicar y predecir el tipo de estructura esperada. Se puso a prueba el factor definido frente a un sistema binario en la posición M: [Yb2NixCo3-x(oda)6]∙nH2O. Se caracterizaron por medio de difracción de polvo diferentes muestras con distinto grado de sustitución.
Published: 2021

37. Síntesis y aplicacion de nuevos materiales porosos basados en Triindol

Author: Suyo Rojas, Gary Henry, Gómez-Lor Pérez, Berta, Iglesias Hernández, María Marta, UAM. Departamento de Química Orgánica, and CSIC. Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)
Subjects: Materiales porosos, Química, Catálisis
Abstract: Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Orgánica. Fecha de Lectura: 16-09-2021, Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 16-03-2023, Durante las últimas décadas, los materiales porosos han despertado gran interés tanto a nivel científico como tecnológico, debido a su gran variedad de aplicaciones en diversos campos de estudio. Entre ellos, los polímeros orgánicos porosos son un tipo de materiales muy atractivos debido a que sus propiedades pueden ser modulables mediante el diseño y la selección adecuada de sus bloques de construcción. En la presente Tesis Doctoral se han diseñado y desarrollado nuevos materiales orgánicos porosos POPs (Porous Organic Polymers) y han sido utilizados en catálisis heterogénea y como sensores de derivados nitro aromáticos. En primer lugar, se han sintetizado una serie de unidades con simetría C3, en particular derivados de triindol, N1,N3,N5-trifenilbenceno-1,3,5-trimetilamina y truxenona, para ser utilizados como monómeros en la preparación de POPs. Para ello se emplearon diversas metodologías de acoplamiento C-C (Yamamoto, Suzuki-Miyaura y acoplamientos catalizados por ácidos de Lewis). Estos materiales porosos se estudiaron como catalizadores en diferentes reacciones activadas con luz (acoplamiento dehidrogenativo aza-Henry, oxidación de alcoholes bencílicos, acoplamiento oxidativo de bencil amina oxidación de α-terpineno). Se ha estudiado también su reciclabilidad en diferentes ciclos de reacción. Los POPs obtenidos se evalúan también como posibles sensores para la detección de compuestos tóxicos en concreto hacia compuestos nitroaromáticos, During the last decades, porous materials have aroused great interest at both scientific and technological levels, due to their wide variety of applications in various fields of study. Among them, porous organic polymers are a very attractive type of materials because their properties can be modulated by the design and proper selection of their building blocks. In this doctoral thesis, new porous organic materials have been designed and developed POPs (Porous Organic Polymers) capable of being used in heterogeneous catalysis and as sensors for nitro aromatic derivatives. First, a series of units with C3 symmetry have been synthesized, in particular triindole, N1,N3,N5-triphenylbenzene-1,3,5-trimethylamine and truxenone to be used as monomers in the preparation of POPs. For this purpose, various C-C coupling methodologies (Yamamoto, Suzuki-Miyaura and Lewis acid-catalyzed couplings) were employed. These porous materials have been studied in different lightactivated reactions (aza-Henry dehydrogenation coupling, oxidation of benzyl alcohols, oxidative coupling of benzyl amine oxidation of α-terpinene). Their recyclability in different reaction cycles is also studied. The POPs obtained were also evaluated as possible sensors for the detection of toxic compounds in particular towards nitroaromatic compounds
Published: 2021

38. Fabricación de una superaleación de base níquel con estructura celular y microporosidad interconectada

Author: A. Bernabé, E. López, and J. Gil-Sevillano
Subjects: materiales celulares, materiales porosos, superaleaciones, metal pesado, aleaciones de volframio, Mining engineering. Metallurgy, TN1-997
Abstract: En este artículo se describe la preparación y caracterización de una superaleación de base níquel de microporosidad controlada, partiendo de una aleación pesada W-Ni-Fe de naturaleza densa y con métodos electrolíticos. Se ha conseguido un proceso factible de fabricación y, simultáneamente, una oportunidad de reciclado de las virutas de mecanizado de metal pesado. Tanto el nuevo material como el proceso de obtención han sido objeto de patente (Núm. P9700191, 1997). El nuevo material podría ser interesante como soporte de catalizadores, filtro de fluidos corrosivos a temperaturas elevadas, difusor en quemadores, etc.
Published: 1998
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39. Preparación y caracterización de carbón activado a partir de torta de higuerilla.

Author: Ospina-Guarín, Viviana M., Buitrago-Sierra, Robison, and López-López, Diana P.
Subjects: CHARCOAL, ACTIVATION (Chemistry), SILICATE minerals, CATALYST supports
Abstract: Copyright of Revista Tecno Lógicas is the property of Instituto Tecnologico Metropolitano and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
Published: 2014
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40. Empleo de materiales porosos como adsorbentes selectivos en la separación de olefinas/parafinas

Author: Pintor Labandeira, Antía
Subjects: Máster Universitario en Química Sostenible-Màster Universitari en Química Sostenible, QUIMICA ORGANICA, Materiales porosos, Separación, Parafinas, Olefinas, Hidrocarburos ligeros
Abstract: [ES] Olefinas ligeras tales como etileno y propileno son importantes productos primarios de la industria de polímeros, y se obtienen fundamentalmente a partir de craqueo de nafta y alcanos de cadena corta, como etano y propano. Debido a sus propiedades físicas similares, la separación de olefinas y parafinas ligeras, se lleva a cabo empleando tecnologías que implican un gran consumo energético, como es el caso de la destilación criogénica. Por ello, el desarrollo de una vía alternativa más eficiente desde el punto de vista energético para la separación de etano-etileno es de gran interés en la industria petroquímica. La búsqueda de adsorbentes selectivos que puedan llevar a cabo estos procesos de separación con el mínimo consumo energético posible es de gran relevancia en la actualidad. En este sentido, zeolitas, MOFs y otros materiales porosos poseen las características adecuadas para ello, siendo posible seleccionar el material más apropiado para que se produzca la adsorción preferencial de un componente frente a otro y, como consecuencia, pueda emplearse con éxito en la separación de mezclas. El objetivo principal del trabajo es realizar una revisión exhaustiva de los materiales porosos existentes con potencial aplicación en la separación de olefinas y parafinas ligeras, concretamente, de la fracción C2. Para ello, se realiza una revisión bibliográfica tanto de los materiales capaces de actuar como adsorbentes selectivos para llevar a cabo estas separaciones como de los distintos mecanismos de separación posibles., [EN] As primary feedstocks in the petrochemical industry, light olefins such as ethylene and propylene are mainly obtained from steam cracking of naphtha and short chain alkanes, such as ethane and propane. Due to their similar physical properties, the separations of light olefins and paraffins, are typically performed by highly energy-intensive cryogenic distillation. So, developing an energy-efficient ethane-ethylene separation process is highly desired for the petrochemical industry. The search for selective adsorbents that can carry out these separation processes with the minimum energy consumption is of great importance. In this regard, zeolites, MOFs and other porous materials have the right features for it, being possible to select the most appropriate material so that the preferential adsorption of one component over another takes place and, as a consequence, can be used successfully in the separation of mixtures. The main objective of the work is to carry out an exhaustive review of the existing porous materials with potential application in the separation of light olefins and paraffins, specifically, the C2 fraction. For this purpose, a bibliographic review is carried out both of the materials capable of acting as selective adsorbents to carry out these separations and of the different possible separation mechanisms.
Published: 2020

41. Análisis del efecto de la distribución fractal de las partículas espaciadoras sobre la porosidad de espumas de aluminio fabricadas por infiltración

Author: Christian Cuitlahuac Reyes Olivo, Luis Béjar Gómez, and Ismeli Alfonso López
Subjects: Método de infiltración, FIM-M-2020-0389, Materiales porosos, Espumas metálicas, 7 [cti]
Abstract: Facultad de Ingeniería Mecánica. Maestría Ciencias en Ingeniería Mecánica The effect of space holder particles fractal distribution on the porosity of aluminum foams fabricated by infiltration method is studied in the following thesis work. Computational modeling and simulation were used in order to estimate foams mechanical behavior. Obtained results were later validated comparing them with the obtained from experimental aluminum foams fabricated using NaCl grains as space holder particles. Models and real foams were designed using two different grain size mixtures, combining a size ratio R=2 with quantity ratios C= 1:1, 1:2, 1:4, 1:6; and size ratio R=4 with quantity ratios C=1:2, 1:4, 1:6, 1:8, 1:10, 1:12. Additionally, Young modulus was estimated for computational models using the simulation software ANSYS 19.0. Obtained results were also validated comparing them with experimental the Young modulus. Besides, fractal dimension was measured applying the box counting method with ImageJ image analyzer software. Maximum observed porosity was obtained for the foam with combination R=4 and C=8, with a value of 67.39%, this foam also showed the lowest Young modulus and the highest fractal dimension, reaching 0.36 GPa and 1.83 respectively. It was concluded that fractal dimension is directly related with porosity and Young modulus, since increasing fractal dimension leads to an increment in porosity and a drop in Young modulus values. Computational models showed excellent Young modulus estimations, being more accurate than the obtained with mathematical models used as reference. El siguiente trabajo consistió en analizar el efecto de las partículas espaciadoras sobre la porosidad de espumas de aluminio fabricadas por el método de infiltración sobre partículas espaciadoras mediante el uso de la modelación y simulación computacional para la estimación del comportamiento mecánico de las espumas, cuyos resultados se validaron posteriormente comparándolos con la porosidad y propiedades mecánicas de espumas de aluminio reales fabricadas utilizando granos de NaCl como partículas espaciadora. Los modelos y espumas metálicas se realizaron utilizando mezclas de partículas espaciadoras de dos tamaños diferentes, combinando la relación de tamaño R=2 en con las relaciones de cantidad C= 1:1, 1:2, 1:4 y 1:6; and la relación de tamaño R=4 con las relaciones de cantidad C=1:2, 1:4, 1:6, 1:8, 1;10 y 1:12. Adicionalmente se calculó el módulo de Young para los modelos computacionales simulando un ensayo de compresión mediante el software de simulación ANSYS ver. 19.0 y se validaron los resultados obtenidos comparándolos con los obtenidos en pruebas mecánicas reales. Además, se determinó la dimensión fractal de las espumas reales utilizando el método de box counting a través del software de análisis de imágenes ImageJ. La máxima porosidad observada se obtuvo en la espuma con R=4 y C=8 obteniendo un valor de 67.39%, igualmente para esta espuma se logró obtener el menor módulo de Young con un valor de 0.36 GPa y la máxima dimensión fractal obteniendo un valor máximo de 1.83. De lo anterior y del resto de experimentos se concluyó que la dimensión fractal guarda una relación directa con la porosidad y el módulo de Young, a medida que se observa una mayor dimensión fractal la porosidad aumenta y el módulo de Young disminuye. El modelo computacional mostró una excelente estimación del módulo de Young en comparación con los obtenidos para los modelos matemáticos usados como referencia.
Published: 2020

42. Diseño de sistemas basados en materiales porosos para la liberación controlada de agentes naturales contra plagas

Author: Arroyo Fructuoso, Alba
Subjects: Grado en Ingeniería Química-Grau en Enginyeria Química, Caracterización de materiales, Agentes naturales, Plagas, Biocidas, INGENIERIA QUIMICA, Pests, Characterization of materials, Materiales porosos, Liberación controlada, Biocides, Natural agents, Controlled release, Porous materials
Abstract: [ES] La aplicación de productos químicos sintéticos para el control de plagas genera importantes problemas medioambientales y hace que sea necesario el estudio de nuevos sistemas más sostenibles y ecológicos. Una alternativa es el uso de agentes naturales derivado de aceites esenciales, los cuales tienen actividad biocida sobre algunas plagas y no generan problemas en el medio ambiente. El problema de estos agentes naturales es su elevada volatilidad, por ello es necesario, para su aplicación, soportarlos sobre materiales que permitan una liberación controlada y prolongada del agente natural a lo largo del tiempo. En este TFG se han seleccionado el citronelol, el citronelal y el geraniol, todos ellos compuestos presentes en el aceite de citronela, como agentes naturales con actividad biocida que pueden ser utilizados para el control de plagas. Se han utilizado como soportes distintos tipos de materiales porosos: MCM41 y MCM-41 sililado, ambos sintetizados en el laboratorio, carbón activo (Norit 100 MESH), sepiolita y tierra de diatomeas (Celite®545). Se han incorporado a estos materiales los agentes naturales seleccionados y se ha estudiado su liberación durante un periodo de tres meses. Los resultados permiten establecer cuáles serían los sistemas más adecuados según su aplicación agrícola. Así, se ha determinado que, si se quiere utilizar para el control de plagas, previniendo la aparición de estas, lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte MCM-41 sililado pues produce una liberación más lenta y continuada en el tiempo. Por contrario, si se quiere aplicar como tratamiento de choque sobre una plaga ya instalada se necesita sistemas con cantidades de liberación más elevadas. Para este último caso lo más adecuado sería utilizar los agentes naturales citronelol y geraniol con el material soporte sepiolita, pues se produce una liberación más rápida, proporcionando concentraciones mayores., [EN] The application of synthetic chemicals for pest control generates significant environmental problems and makes the study of new, more sustainable and ecological systems necessary. An alternative is the use of natural agents derived from essential oils, which have biocidal activity on some pests and do not cause problems in the environment. The problem of these natural agents is their high volatility, so it is necessary, for their application, to support them on materials that allow a controlled and prolonged release of the natural agent over time. In this TFG, citronellol, citronelal and geraniol have been selected, all of them compounds present in citronella oil, as natural agents with biocidal activity that can be used for pest control. Different types of porous materials have been used as supports: MCM-41 and MCM-41 silylated, both synthesized in the laboratory, active carbon (Norit 100 MESH), sepiolite and diatomites (Celite®545). The selected natural agents have been incorporated into these materials and their release has been studied over a period of three months. The results allow to establish which would be the most appropriate systems according to their agricultural application. Thus, it has been determined that, if it is to be used for pest control, preventing the appearance of these, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the silylated MCM-41 support material as it produces a slower and more continuous release in the time. On the contrary, if you want to apply as shock treatment on an already installed pest, systems with higher release amounts are needed. In the latter case, the most appropriate would be to use the natural agents citronellol and geraniol with the sepiolite support material, as a faster release occurs, providing higher concentrations., [CA] L'aplicació de productes químics sintètics per al control de plagues genera importants problemes mediambientals i fa que siga necessari l'estudi de nous sistemes més sostenibles i ecològics. Una alternativa és l'ús d'agents naturals derivat d'olis essencials, els quals tenen activitat biocida sobre algunes plagues i no generen problemes en el medi ambient. El problema d'aquests agents naturals és la seua elevada volatilitat, per això és necessari, per a la seua aplicació, suportar-los sobre materials que permeten un alliberament controlat i prolongat de l'agent natural al llarg del temps. En aquest TFG s'han seleccionat el citronelol, el citronelal i el geraniol, tots ells compostos presents en l'oli de citronel·la, com a agents naturals amb activitat biocida que poden ser utilitzats per al control de plagues. S'han utilitzat com a suports diferents tipus de materials porosos: MCM-41 i MCM-41 sililat, tots dos sintetitzats en el laboratori, carbó actiu (Norit 100 MESH), sepiolita i terra de diatomees (Celite®545). S'han incorporat a aquests materials els agents naturals seleccionats i s'ha estudiat el seu alliberament durant un període de tres mesos. Els resultats permeten establir quins serien els sistemes més adequats segons la seua aplicació agrícola. Així, s'ha determinat que, si es vol utilitzar per al control de plagues, prevenint l'aparició d'aquestes, el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport MCM-41 sililat perquè produeix un alliberament més lent i continuada en el temps. Per contrari, si es vol aplicar com a tractament de xoc sobre una plaga ja instal·lada es necessita sistemes amb quantitats d'alliberament més elevades. Per a aquest últim cas el més adequat seria utilitzar els agents naturals citronelol i geraniol amb el material suport sepiolita, perquè es produeix un alliberament més ràpid, proporcionant concentracions majors.
Published: 2020

43. Nuevas rutas de síntesis de materiales porosos y su aplicación en procesos de separación

Author: Oña Burgos, Pascual, Rey Garcia, Fernando, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química - Institut Universitari Mixt de Tecnologia Química, Saez Ferre, Sara, Oña Burgos, Pascual, Rey Garcia, Fernando, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química - Institut Universitari Mixt de Tecnologia Química, and Saez Ferre, Sara
Abstract: [ES] La presente tesis doctoral se centra en estudiar nuevas rutas de síntesis para la síntesis de materiales porosos tanto inorgánicos como orgánicos. En concreto está tesis está dividida en dos grandes capítulos. El primer capitulo se centra en el estudio de materiales inorgánicos porosos, las zeolitas. En el desarrollo de este capitulo se han sintetizado nuevos cationes orgánicos fosforados y arseniados, que han sido caracterizados y utilizados como agentes directores de estructura en la síntesis de zeolitas. El empleo de los cationes fosforados sintetizados ha permitido por primera vez, la síntesis de la zeolita ITQ-21 utilizando un catión orgánico fosforado. También utilizando el mismo catión orgánico fosforado se ha podido estudiar la transformación zeolítica entre la zeolita ITQ-33 e ITQ-34. Los cationes arseniados sintetizados han sido empleado como agentes directores de estructura en la síntesis de zeolitas ZSM-5. Se ha utilizado las mismas condiciones de síntesis que se habían empleado en la literatura para la síntesis de este material con los cationes análogos tanto nitrogenados como fosforados. El interés en utilizar cationes orgánicos como agentes directores de estructura basados en arsénico es debido a su elevado peso molecular y volumen. Esto permite localizar el arsénico del catión orgánico, y facilita la localización del resto de átomos de carbono que conforman el catión ocluido en el interior del material. En este sentido, el empleo de arsénico ha permitido localizar el catión orgánico en el interior de la zeolita mediante difracción de rayos X de polvo. Adicionalmente, también ha permitido el estudio del catión ocluido en la zeolita mediante la espectroscopía de absorción de rayos X (XAS). El segundo capítulo de esta tesis doctoral se centra en el estudio de materiales porosos orgánicos y su empleo en procesos de separación. En esta parte se ha sintetizado en primer lugar el COF (del inglés, Covalent Organic Framework) CC3-R que es un polímero org, [CA] La present tesi doctoral se centra a estudiar noves rutes de síntesis de materials porosos tant inorgànics com orgànics. En concret, aquesta tesi esta dividida en dos grans capítols. El primer capítol se centra en l'estudi de materials inorgànics porosos, les zeolites. En el desenvolupament d'aquest capítol s'han sintetitzat nous cations orgànics fosforats i arsenats, que han sigut caracteritzats i utilitzats com agents directors d'estructura en la síntesi de zeolites. L'ús de cations fosforats sintetitzats ha permés per primera vegada, la síntesi de la zeolita ITQ-21 utilitzant un catió orgànic fosforat. També utilitzant el mateix catió orgànic fosforat s'ha pogut estudiar la transformació zeolítica entre la zeolita ITQ-33 i ITQ-34. Els cations arsenats sintetitzats han sigut utilitzats com agents directors d'estructura en la síntesi de la zeolita ZSM-5. S'hi ha empleat les mateixes condicions de síntesis que s'havien utilitzat en la literatura per a la síntesi d'aquest material amb els cations anàlegs tant nitrogenats com fosforats. L'interés a utilitzar cations orgànics com agents d'estructura basats en arsènic és a causa del seu elevat pes molecular i volum. Açò permet localitzar l'arsènic del catió orgànic i facilita la localització de la resta d'àtoms de carboni que conformen el catió oclòs a l'interior del material. En aquest sentit, l'ús d'arsènic hi ha permés localitzar el catió orgànic en l'interior de la zeolita mitjançant la difracció de raig X de pols. Addicionalment, també hi ha permés l'estudi del catió oclòs a la zeolita mitjançant l'espectroscòpia d'absorció de raig X (XAS). El segon capítol d'aquesta tesi doctoral se centra en l'estudi de materials porosos orgànics i el seu ús en processos de separació. En aquesta part s'ha sintetitzat en primer lloc el COF ( de l'anglès, Covalent Organic Frameworks) CC3-R que és un polímer orgànic porós quiral descrit a la literatura. En aquest treball, s'ha estudiat exhaustivament per mitjà de 1H-MAS-NMR, ob, [EN] The present doctoral thesis focuses on studying new synthesis routes for the synthesis of porous materials, both inorganic and organic. In particular, this thesis is divided into two major chapters. The first chapter focuses on the study of porous inorganic materials, zeolites. In the development of this chapter, new organophosphate and phosphorous organic cations have been synthesized, which have been characterized and used as structure directing agents in the synthesis of zeolites. The use of synthesized phosphorated cations has allowed, for the first time, the synthesis of the ITQ-21 zeolite using a phosphorous organic cation. Also using the same organic phosphorus cation, it has been possible to study the zeolitic transformation between ITQ-33 and ITQ-34 zeolite. Synthesized arsenized cations have been used as structure directing agents in the synthesis of ZSM-5 zeolites. The same synthesis conditions that had been used in the literature for the synthesis of this material with the analogous cations both nitrogen and phosphorus have been used. The interest in using organic cations as structure directing agents based on arsenic is due to its high molecular weight and volume. This allows locating both the arsenic of the organic cation and the location of the remaining carbon atoms that make up the cation occluded inside the material. In this sense, the use of arsenic has made it possible to locate the organic cation inside the zeolite by powder X-ray diffraction. Additionally, it has also allowed the study of the occluded cation in zeolite by X-ray absorption spectroscopy (XAS). The second chapter of this doctoral thesis focuses on the study of organic porous materials and their use in separation processes. In this part, the COF (Covalent Organic Framework) CC3-R, which is a chiral porous organic polymer described in the literature, has been synthesized in the first place. In this work, it has been studied exhaustively by means of 1H-MAS-NMR, observing that th
Published: 2019

44. Estudio de la síntesis de sólidos microporosos usando amonios cuaternarios derivados del 4,4'-bis(clorometil)-1,1'-bifenil como agentes directores de estructura en la sintesis hidrotermal de zeolitas

Author: Villaescusa Alonso, Luis Angel, Universitat Politècnica de València. Departamento de Química - Departament de Química, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Escola Tècnica Superior d'Enginyers Industrials, Hernandis Altur, Vicente, Villaescusa Alonso, Luis Angel, Universitat Politècnica de València. Departamento de Química - Departament de Química, Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - Escola Tècnica Superior d'Enginyers Industrials, and Hernandis Altur, Vicente
Abstract: [ES] En este trabajo de fin de grado se han sintetizado materiales microporosos, zeolitas, a partir de derivados del 4,4'-bis(clorometil)-1,1'-bifenil sustituyendo los cloros por aminas terciarias como son la trimetilamina, trimetilamina y tripropilamina obteniendo cationes en forma de amonios cuaternarios. El procedimiento ha consistido en la obtención de estos cationes orgánicos mediante una doble sustitución nucleofílica y su posterior uso cómo agente director de estructuras, ya que la forma de estas moléculas va a determinar la distribución y el tamaño de los poros en la zeolita. En la síntesis hidrotermal se ha utilizado aniones fluoruro y presiones autógenas de los autoclaves para favorecer la cristalización de la sílice. Los ensayos han consistido en la diferentes condiciones de síntesis variando la concentración de sílice en la disolución y diferentes tiempos de incubación que han ido hasta los 32-54 días dependiendo del ensayo. También se ha estudiado cómo afecta la sustitución parcial de esta sílice por átomos de germanio en la red cristalina. Los resultados obtenidos se han analizado mediante técnicas de difracción como DRX, IR, RMN para identificar las fases y compuestos presentes. Las fases identificadas han sido zeolita beta, ZSM-5, octadecasil y algunas no identificadas., [CA] En este treball de fi de grau s'han sintetitzat materials microporosos, zeolites, a partir de derivats del 4,4’-bis (clorometil) -1,1’-bifenil substituint els clors per amines terciàries com són la trimetilamina, trimetilamina i tripropilamina obtenint cations en forma d'amonis quaternaris. El procediment ha consistit en l'obtenció d'estos cations orgànics per mitjà d'una doble substitució nucleofílica i el seu posterior ús com agent director, ja que la forma d'estes molècules determinarà la distribució i la grandària dels porus en la zeolita. En esta síntesi s'ha utilitzat anions fluorur, mig aquós i altes temperatures per a afavorir la cristal·lització de la sílice. Els assajos han consistit en la preparació de diferents condicions de síntesi variant la concentració de sílice en la dissolució i diferents temps d'incubació. També s'ha estudiat com afecta la substitució parcial d'esta sílice per àtoms de germani en la xarxa cristal·lina. Finalment, els resultats obtinguts s'han analitzat per mitjà de tècniques de difracció com DRX, IR, RMN per a identificar les fases i compostos presents., [EN] In the present work, the ability as structure directing agents for a family of ammonium quaternary cations derived from 4,4'-bis(chloromethyl)-1,1'-biphenylis evaluated. We describe the preparation of these new structure directing agents and their subsequent use in the hydrothermal synthesis of zeolites using fluoride anions as mineralizing agents. The experiments consisted of the preparation of reactive mixtures using these cations in different synthesis conditions. Thus, the objective of these experiments is twofold, both to understand the relationship between the synthesis conditions and the resulted crystallized solid and the preparation of new materials. The obtained materials are characterised by means of powder X-ray diffraction, IR and Nuclear Magnetic Resonance spectroscopies, Thermal Analysis, Scanning Electron Microscopy, etc.
Published: 2019

45. MATERIALES POROSOS BASADOS EN ARCILLAS PILAREADAS: CONTROL DE SU ESTRUCTURA PARA APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES Y ENERGÉTICAS.

Author: Gil, Antonio
Subjects: POROUS materials, CLAY, MICROPOROSITY, MATERIALS, MANUFACTURING processes
Abstract: Copyright of Avances en Ciencias e Ingeniería is the property of Avances en Ciencias e Ingenieria and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
Published: 2012

46. Efecto de la Temperatura y Tiempo de Cocción en la Porosidad de Mezclas a Base de Arcillas de Caolines.

Author: Rodríguez, G. Peña, Miranda, A., and Santafe, G.
Subjects: *POROSITY, *KAOLIN, *COMPOSITE materials, *CERAMICS, *TEMPERATURE
Abstract: The porosity using norm NTC 4321-3 in samples with kaolin mixtures of the region of Pamplona (N. de S.) was deter-mined in function of the fire temperature. The temperatures varied of 600°C to 800°C whereas the time of fire oscillates between 15 and 60 minutes. The mixtures were composed of kaolin - pumice stone and kaolin - diatomaceous earth, where the majority phase (kaolin) varying from 90% to 55%, whereas the second phase (pumice stone, diatomite) was the difference. The apparent density was determined using the method of immersion in mercury and the relative density using norm NTC 237. The behaviour was analyzed to be used in the manufacture of filter water devices in domestic applications. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Published: 2009

47. Mejora de propiedades adsortivas de la zeolita tipo chabasita para la captura de CO2 de post combustión

Author: Vela Vázquez, Rodrigo and Cruz González, Daniel
Subjects: Dióxido de carbono, Materiales porosos, Cationes, Secuestro de carbono, INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Abstract: "En este trabajo se estudia la forma de mejorar la capacidad de captura de CO2 aplicando un tratamiento químico con ácido, e intercambio iónico con los cationes Na+, Ca2+ y K+, en un tipo de zeolita natural mexicana: chabasita. Se analizan sus propiedades fisicoquímicas, y se realiza una comparativa con otros adsorbentes industriales."
Published: 2019

48. Estudio de la síntesis de sólidos microporosos usando amonios cuaternarios derivados del 4,4'-bis(clorometil)-1,1'-bifenil como agentes directores de estructura en la sintesis hidrotermal de zeolitas

Author: Hernandis Altur, Vicente
Subjects: Grado en Ingeniería Química-Grau en Enginyeria Química, Zeolitas, Materiales porosos, QUIMICA INORGANICA, Zeolites, Porous materials, Quaternary ammonium cation, Hydrothermal synthesis, Síntesis hidrotermal, Cationes amonio cuaternario, Difracción de rayos-X, X-ray diffraction
Abstract: [ES] En este trabajo de fin de grado se han sintetizado materiales microporosos, zeolitas, a partir de derivados del 4,4'-bis(clorometil)-1,1'-bifenil sustituyendo los cloros por aminas terciarias como son la trimetilamina, trimetilamina y tripropilamina obteniendo cationes en forma de amonios cuaternarios. El procedimiento ha consistido en la obtención de estos cationes orgánicos mediante una doble sustitución nucleofílica y su posterior uso cómo agente director de estructuras, ya que la forma de estas moléculas va a determinar la distribución y el tamaño de los poros en la zeolita. En la síntesis hidrotermal se ha utilizado aniones fluoruro y presiones autógenas de los autoclaves para favorecer la cristalización de la sílice. Los ensayos han consistido en la diferentes condiciones de síntesis variando la concentración de sílice en la disolución y diferentes tiempos de incubación que han ido hasta los 32-54 días dependiendo del ensayo. También se ha estudiado cómo afecta la sustitución parcial de esta sílice por átomos de germanio en la red cristalina. Los resultados obtenidos se han analizado mediante técnicas de difracción como DRX, IR, RMN para identificar las fases y compuestos presentes. Las fases identificadas han sido zeolita beta, ZSM-5, octadecasil y algunas no identificadas., [CA] En este treball de fi de grau s'han sintetitzat materials microporosos, zeolites, a partir de derivats del 4,4’-bis (clorometil) -1,1’-bifenil substituint els clors per amines terciàries com són la trimetilamina, trimetilamina i tripropilamina obtenint cations en forma d'amonis quaternaris. El procediment ha consistit en l'obtenció d'estos cations orgànics per mitjà d'una doble substitució nucleofílica i el seu posterior ús com agent director, ja que la forma d'estes molècules determinarà la distribució i la grandària dels porus en la zeolita. En esta síntesi s'ha utilitzat anions fluorur, mig aquós i altes temperatures per a afavorir la cristal·lització de la sílice. Els assajos han consistit en la preparació de diferents condicions de síntesi variant la concentració de sílice en la dissolució i diferents temps d'incubació. També s'ha estudiat com afecta la substitució parcial d'esta sílice per àtoms de germani en la xarxa cristal·lina. Finalment, els resultats obtinguts s'han analitzat per mitjà de tècniques de difracció com DRX, IR, RMN per a identificar les fases i compostos presents., [EN] In the present work, the ability as structure directing agents for a family of ammonium quaternary cations derived from 4,4'-bis(chloromethyl)-1,1'-biphenylis evaluated. We describe the preparation of these new structure directing agents and their subsequent use in the hydrothermal synthesis of zeolites using fluoride anions as mineralizing agents. The experiments consisted of the preparation of reactive mixtures using these cations in different synthesis conditions. Thus, the objective of these experiments is twofold, both to understand the relationship between the synthesis conditions and the resulted crystallized solid and the preparation of new materials. The obtained materials are characterised by means of powder X-ray diffraction, IR and Nuclear Magnetic Resonance spectroscopies, Thermal Analysis, Scanning Electron Microscopy, etc.
Published: 2019

49. Nuevas rutas de síntesis de materiales porosos y su aplicación en procesos de separación

Author: Sara Saez Ferre
Subjects: Organofosforados, Orgánica, Zeolitas, Materiales porosos, QUIMICA ANALITICA, Polímeros porosos, Organoarseniados, Síntesis
Abstract: [ES] La presente tesis doctoral se centra en estudiar nuevas rutas de síntesis para la síntesis de materiales porosos tanto inorgánicos como orgánicos. En concreto está tesis está dividida en dos grandes capítulos. El primer capitulo se centra en el estudio de materiales inorgánicos porosos, las zeolitas. En el desarrollo de este capitulo se han sintetizado nuevos cationes orgánicos fosforados y arseniados, que han sido caracterizados y utilizados como agentes directores de estructura en la síntesis de zeolitas. El empleo de los cationes fosforados sintetizados ha permitido por primera vez, la síntesis de la zeolita ITQ-21 utilizando un catión orgánico fosforado. También utilizando el mismo catión orgánico fosforado se ha podido estudiar la transformación zeolítica entre la zeolita ITQ-33 e ITQ-34. Los cationes arseniados sintetizados han sido empleado como agentes directores de estructura en la síntesis de zeolitas ZSM-5. Se ha utilizado las mismas condiciones de síntesis que se habían empleado en la literatura para la síntesis de este material con los cationes análogos tanto nitrogenados como fosforados. El interés en utilizar cationes orgánicos como agentes directores de estructura basados en arsénico es debido a su elevado peso molecular y volumen. Esto permite localizar el arsénico del catión orgánico, y facilita la localización del resto de átomos de carbono que conforman el catión ocluido en el interior del material. En este sentido, el empleo de arsénico ha permitido localizar el catión orgánico en el interior de la zeolita mediante difracción de rayos X de polvo. Adicionalmente, también ha permitido el estudio del catión ocluido en la zeolita mediante la espectroscopía de absorción de rayos X (XAS). El segundo capítulo de esta tesis doctoral se centra en el estudio de materiales porosos orgánicos y su empleo en procesos de separación. En esta parte se ha sintetizado en primer lugar el COF (del inglés, Covalent Organic Framework) CC3-R que es un polímero orgánico poroso quiral descrito en la literatura. En este trabajo, se ha estudiado exhaustivamente por medio de 1H-MAS-NMR, observándose que el COF denominado CC3-R, selectivamente interacciona preferentemente con moléculas R-quirales, siendo por tanto un material prometedor para la resolución quiral mediante métodos de adsorción selectiva., [CA] La present tesi doctoral se centra a estudiar noves rutes de síntesis de materials porosos tant inorgànics com orgànics. En concret, aquesta tesi esta dividida en dos grans capítols. El primer capítol se centra en l'estudi de materials inorgànics porosos, les zeolites. En el desenvolupament d'aquest capítol s'han sintetitzat nous cations orgànics fosforats i arsenats, que han sigut caracteritzats i utilitzats com agents directors d'estructura en la síntesi de zeolites. L'ús de cations fosforats sintetitzats ha permés per primera vegada, la síntesi de la zeolita ITQ-21 utilitzant un catió orgànic fosforat. També utilitzant el mateix catió orgànic fosforat s'ha pogut estudiar la transformació zeolítica entre la zeolita ITQ-33 i ITQ-34. Els cations arsenats sintetitzats han sigut utilitzats com agents directors d'estructura en la síntesi de la zeolita ZSM-5. S'hi ha empleat les mateixes condicions de síntesis que s'havien utilitzat en la literatura per a la síntesi d'aquest material amb els cations anàlegs tant nitrogenats com fosforats. L'interés a utilitzar cations orgànics com agents d'estructura basats en arsènic és a causa del seu elevat pes molecular i volum. Açò permet localitzar l'arsènic del catió orgànic i facilita la localització de la resta d'àtoms de carboni que conformen el catió oclòs a l'interior del material. En aquest sentit, l'ús d'arsènic hi ha permés localitzar el catió orgànic en l'interior de la zeolita mitjançant la difracció de raig X de pols. Addicionalment, també hi ha permés l'estudi del catió oclòs a la zeolita mitjançant l'espectroscòpia d'absorció de raig X (XAS). El segon capítol d'aquesta tesi doctoral se centra en l'estudi de materials porosos orgànics i el seu ús en processos de separació. En aquesta part s'ha sintetitzat en primer lloc el COF ( de l'anglès, Covalent Organic Frameworks) CC3-R que és un polímer orgànic porós quiral descrit a la literatura. En aquest treball, s'ha estudiat exhaustivament per mitjà de 1H-MAS-NMR, observant-se que el COF denominat CC3-R, selectivament interacciona preferentment amb molècules R-quirals, sent per tant un material prometedor per a la resolució quiral mitjançant mètodes d'adsorció selectiva., [EN] The present doctoral thesis focuses on studying new synthesis routes for the synthesis of porous materials, both inorganic and organic. In particular, this thesis is divided into two major chapters. The first chapter focuses on the study of porous inorganic materials, zeolites. In the development of this chapter, new organophosphate and phosphorous organic cations have been synthesized, which have been characterized and used as structure directing agents in the synthesis of zeolites. The use of synthesized phosphorated cations has allowed, for the first time, the synthesis of the ITQ-21 zeolite using a phosphorous organic cation. Also using the same organic phosphorus cation, it has been possible to study the zeolitic transformation between ITQ-33 and ITQ-34 zeolite. Synthesized arsenized cations have been used as structure directing agents in the synthesis of ZSM-5 zeolites. The same synthesis conditions that had been used in the literature for the synthesis of this material with the analogous cations both nitrogen and phosphorus have been used. The interest in using organic cations as structure directing agents based on arsenic is due to its high molecular weight and volume. This allows locating both the arsenic of the organic cation and the location of the remaining carbon atoms that make up the cation occluded inside the material. In this sense, the use of arsenic has made it possible to locate the organic cation inside the zeolite by powder X-ray diffraction. Additionally, it has also allowed the study of the occluded cation in zeolite by X-ray absorption spectroscopy (XAS). The second chapter of this doctoral thesis focuses on the study of organic porous materials and their use in separation processes. In this part, the COF (Covalent Organic Framework) CC3-R, which is a chiral porous organic polymer described in the literature, has been synthesized in the first place. In this work, it has been studied exhaustively by means of 1H-MAS-NMR, observing that the COF denominated CC3-R, selectively interacts preferably with R-chiral molecules, being, therefore, a promising material for the chiral resolution by means of selective adsorption methods.
Published: 2019

50. Improving adsorption-based processes using porous materials

Author: Lahoz Martin, Francisco David, Calero, Sofia, and Martín Calvo, Ana
Subjects: Materiales porosos, Procesos industriales, Separación química
Abstract: Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología Química, Línea de Investigación: Experimentación y Computación en Materiales y Sistemas Complejos, Clave Programa: DBI, Código Línea: 15, En la presente tesis, se propone el uso de técnicas de simulación molecular como un método rápido y eficaz para el estudio de sistemas moleculares complejos. Esta tesis se centra en procesos relevantes de la industria química que presentan pasos optimizables a nivel químico o que requieran grandes consumos de energía actualmente. Los métodos de separación de compuestos que se proponen pueden ser de utilidad en la industria química, especialmente en procesos petroquímicos. Esta tesis se divide en tres capítulos, con cada capítulo ofreciendo alternativas a procesos de separación conocidos a nivel industrial, en los que el uso de MOFs puede ser beneficioso. Estudio del efecto del tipo y tamaño del ligando en la adsorción de parafinas y olefinas (Capítulo 2) A lo largo de esta tesis, se estudia el efecto que tienen las diferencias estructurales y químicas de los MOFs sobre la adsorción de diferentes compuestos. Una de las principales características estructurales que puede ser modificada es el tipo de ligando orgánico. En el Capítulo 2 se analizan las diferencias en rendimiento adsortivo de miembros de la familia de los IRMOFs. Se atiende en especial al efecto que del tipo de ligando orgánico presente tiene sobre la adsorción y difusión de los adsorbatos. Se utilizan varias mezclas de etano/etileno, y se estudia la adsorción en distintas estructuras, en busca de una con potencial para realizar la separación de estos compuestos lineales. Se estudia a su vez el efecto en los procesos de adsorción de la longitud del ligando orgánico y de la presencia de cajas interpenetradas. Se describen varias estructuras con capacidad para adsorber preferentemente etano, obteniendo un efluente rico en etileno. Efecto de la topología estructural en la adsorción de parafinas y olefinas (Capítulo 3) Se utilizan diferentes mezclas para estimar la capacidad de separación de varias estructuras. A nivel experimental, las mezclas de etano/etileno contienen una alta proporción de nitrógeno. El efecto que tiene la presencia del nitrógeno ha sido estudiado en la tesis, siguiendo propuestas experimentales previas que describen la separación de etileno en condiciones similares en zeolitas. Siendo estructuras topológicamente equivalentes, se han empleado ZIFs para estudiar la adsorción de los compuestos descritos. Al utilizar diferentes ZIFs, se busca comparar diferentes topologías, buscando aquellas que permitan una separación optimizada. Para evitar otros posibles efectos más allá de las diferencias topológicas, las simulaciones se han limitado a ZIFs con centros metálicos de zinc. De forma adicional, se ha estudiado la adsorción en estas estructuras de mezclas más complejas, siguiendo guías de proporciones industriales. Se utiliza una mezcla de siete componentes (etano, etileno, hidrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono y metano) y se comparan los resultados de adsorción entre las distintas topologías empleadas. Se han encontrado varias estructuras con capacidad para separar etano, lo cual permitiría facilitar la separación completa de etano y etileno a nivel industrial. Adsorción de compuestos aromáticos similares (Capítulo 4) La separación de etilbenceno de mezclas BTEX es un proceso con un alto interés industrial. Mezclas de benceno, tolueno, etilbenceno e isómeros de xileno se encuentran en procesos petroquímicos, en los que resulta decisivo obtener mezclas enriquecidas en etilbenceno. Al ser los compuestos BTEX similares, se busca encontrar estructuras capaces de adsorber diferencialmente alguno de ellos, en especial etilbenceno. Se estudia el efecto de la topología de las estructuras. Para ello, se comparan MOFs que se dividen estructuralmente en cajas interconectadas con MOFs que se caracterizan por formar canales unidimensionales (MIL-47). Adicionalmente a la influencia que estar estructurados en cajas o canales tiene sobre la adsorción de gases, se estudia la orientación de los ligandos orgánicos, así como el tipo de centros metálicos. Se encuentran estructuras capaces de separar tanto etilbenceno como orto-xileno, otro compuesto con importancia industrial. De esta tesis, cabe destacar la utilidad de las técnicas de simulación molecular en el estudio de la adsorción y difusión de mezclas de gases. Dado el nivel de variabilidad descrito para las estructuras metal-orgánicas (MOFs), resulta interesante comparar el comportamiento de diferentes estructuras en la adsorción de compuestos. Se puede estudiar el efecto de las diferentes topologías, ligandos orgánicos y centros metálicos presentes en estos MOFs. El utilizar simulaciones moleculares permite realizar un alto número de pruebas en diferentes condiciones de forma eficiente y fidedigna. Las principales conclusiones que se alcanzan son: 1.- El análisis de isotermas de adsorción para diferentes mezclas de etano-etileno en IRMOFs permite concluir que las estructuras interpenetradas ofrecen mejores resultados para la separación selectiva de etano. 2.- El estudio de la adsorción en ZIFs permite comparar diferentes topologías. En mezclas binarias de etano y etileno, las estructuras con topología lta y poros de gran tamaño (ZIF-20, -22) muestran una adsorción preferente de etano. 3.- Se estudian mezclas con relevancia industrial de etano y etileno, en concreto una mezcla de siete componentes que también incluye monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxígeno, hidrógeno y metano. El etano se adsorbe preferentemente en estructuras con topología cag (ZIF-4, -62) y lta (ZIF-20, -22). 4.- Al tener en cuenta el comportamiento dinámico de los adsorbatos, las estructuras ideales para realizar la separación pueden variar. En ZIFs, las estructuras con topología rho (ZIF-71, -93, -96, and -97), crg (ZIF-2) y lta (ZIF-20, -22) demuestran una gran capacidad para adsorber etano en mezclas de dos, tres y siete componentes. 5.- La presencia de canales unidimensionales en una estructura, en lugar de poros intercomunicados, es beneficiosa para la adsorción de moléculas con estructura elongada. En el estudio de mezclas BTEX, y teniendo en cuenta cálculos de permselectividad, las moléculas de etilbenceno pueden permanecer más juntas dentro de los canales de MIL-47 que las del resto de componentes de la mezcla. 6.- Los ligandos de IRMOF-1 forman una cavidad de mayor tamaño que los de MOF-1, lo que provoca que la adsorción de los compuestos BTEX comience a niveles de presión más altos. Moléculas largas como el etilbenceno pueden adsorber más fácilmente en los poros mayores de IRMOF-1, mientras que los isómeros de xileno muestran una adsorción preferente en MOF-1. 7.- Ligandos orgánicos que ocupan un tamaño considerable en el interior de la estructura pueden provocar efectos directos en la adsorción de moléculas orgánicas pequeñas, como etano y etileno. Este tipo de compuestos se adsorben con mayor facilidad en estructuras con ligandos menos voluminosos. Este efecto se ve ensalzado al estudiar la difusión de los adsorbatos. A modo de ejemplo, el etileno tiene un nivel de permselectividad sobre etano superior en IRMOF-16 que en otras estructuras isorreticulares empleadas. 8.- La presencia de compuestos inertes como el nitrógeno puede mejorar la adsorción de determinadas especies químicas. Estando en altas concentraciones, el nitrógeno provoca una competición del resto de adsorbatos, etano y etileno, a bajas presiones parciales. La adsorción de etano se ve favorecida por la presencia de nitrógeno en determinadas estructuras (ZIF-20, -22). 9.- La separación de etano/etileno se ve influenciada por la presencia de otros compuestos, como se observa en los resultados de la mezcla de siete componentes. La adsorción a nivel absoluto decrece, debido a la menor cantidad relativa de etano y etileno en la mezcla original, si bien la selectividad de etano se ve incrementada en algunas estructuras (ZIF-20, -22). 10.- La presencia de elementos estructurales distintos entre los adsorbatos puede ser motivo de la separación preferencial de un compuesto sobre otro. Los resultados de adsorción y difusión de etilbenceno muestran una adsorción preferencial de este compuesto sobre el resto de componentes de la mezcla BTEX en estructuras con espacios grandes, a los cuales esta molécula se puede adaptar mejor que los isómeros de xileno, benceno o tolueno. Se ha llegado a estas conclusiones desde el estudio de datos de simulación molecular. La variabilidad de mezclas generada ha derivado en un gran número de resultados. La aplicación de estos avances y conclusiones en sistemas experimentales es la clave para reducir el tiempo y la inversión de recursos requeridos para mejorar los procesos industriales descritos., Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, Postprint
Published: 2019

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