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Novedoso material compósito basado en nanotubos de carbono incorporados en Estructuras Metal-Orgánicas para la foto-reducción de CO₂

ALDO ARTURO EDUARDO CASTAÑEDA RAMIREZ JAVIER NICOLAS ANTUNEZ RICARDO LOPEZ MEDINA ELIZABETH ROJAS GARCIA ANA MARISELA MAUBERT FRANCO (2017)

En este trabajo se sintetizó el MOF Fe-BTC por el método solvotermal y asistido por ultrasonido, además, de un material compósito SWCNT/ FeBTC, el cual consistió en incorporar in situ nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT por sus siglas en inglés) en la MOF Fe-BTC. Los materiales fueron caracterizados por DRX, espectroscopia Raman in situ, TPD de CO₂, y adsorción-desorción de CO₂. Una buena incorporación de los nanotubos de carbono fue demostrada tras la caracterización por espectroscopia Raman. El material compósito mostró un incremento en el rendimiento hacia etanol comparado con el MOF FeBTC, además un incremento en la estabilidad térmica fue observado.

In this work was synthetized the MOF Fe-BTC material through solvothermal and ultrasound-assisted irradiation methods, and the SWCNT/FeBTC composite material, which consisted to incorporate in situ Single-Walled Carbon Nanotubes (SWNTC) in MOF Fe-BTC. All samples were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, TPD-CO₂ and CO₂adsorption/desorption. Raman spectra showed a good incorporation of CNT´s. The composite material showed an increase in the yield to ethanol compared to the MOF FeBTC, also an increase in thermal stability of material was observed.

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MOF, SWCNT, Fotocatálisis. Photocatalysis. BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA SÍNTESIS QUÍMICA

Structure of a Luminescent MOF-2 Derivative with a Core of Zn(II)-Terephthalate-Isoquinoline and Its Application in Sensing of Xylenes

Víctor Sánchez Mendieta Luis David Rosales Vázquez IVAN JONATHAN BAZANY RODRIGUEZ SIMON HERNANDEZ ORTEGA ALFREDO RAFAEL VILCHIS NESTOR JOSE DE JESUS CAZARES MARINERO ALEJANDRO DORAZCO GONZALEZ (2020)

Articulo de investigación publicado en revista indexada.

A new blue photoluminescent 2D metal–organic framework, 1, with formula {[Zn2( 2-BDC)2 (iQ)2]}1 has been synthesized in a high yield under solvothermal conditions by reacting Zn(II) ions with 1,4-benzenedicarboxylic acid (H2BDC) and isoquinoline (iQ) in DMF. Compound 1 was thoroughly characterized by single-crystal X-ray di raction, solid-state cross-polarization magic-angle spinning 13C NMR, X-ray powder di raction, scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and thermoanalysis. The crystal structure of 1 showed interpenetrated 2D frameworks consisting of dinuclear paddle-wheel cores Zn2; moreover, this material possessed thermostability up to 310 C. The CPMAS 13C-NMR spectrum of 1 is consistent with the symmetry of the crystal structure. Luminescence studies showed that 1 strongly enhances its fluorescence emission in the presence of xylene isomers with a pronounced selectivity to p-xylene.

Universidad Autónoma del Estado de México (Project 4995/2020CIB)

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xylene isomers fluorescent sensing MOF-2 derivative BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Incremento de la capacidad de almacenamiento de hidrógeno de la MOFHKUST-1 mediante su modificación superficial con SWCNT´s

ALDO ARTURO EDUARDO CASTAÑEDA RAMIREZ ELIZABETH ROJAS GARCIA DEYANIRA ANGELES BELTRAN ANA MARISELA MAUBERT FRANCO (2017)

En este trabajo se utilizaron eficientemente dos de los materiales más prometedores tecnológicamente en la adsorción física de hidrógeno: los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs por sus siglas en inglés) y las estructuras metal-orgánicas (MOFs por sus siglas en inglés), creando un material híbrido llamado SWCNT/HKUST-1. El MOF denominado HKUST-1, fue sintetizado por la vía solvotermal. Posteriormente, se sintetizó nuevamente por la misma vía, incorporándole in situ los SWCNTs previamente funcionalizados. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por DRX, MEB, FTIR, adsorción-desorción de N₂ y espectroscopia Raman. El material compósito demostró un incremento en la capacidad de adsorción de hidrógeno en más del 30% comparado al reportado en la literatura para el MOF HKUST-1.

In this work were used two of the most technologically promising materials in the hydrogen adsorption; Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) and Metal-Organic Frameworks (MOFs), creating a hybrid material called SWCNT/HKUST-1. The MOF named HKUST-1 was synthesized by the solvothermal method. Subsequently, it was synthesized again by the same path, incorporating in situ to SWCNTs previously functionalized. The obtained materials were characterized by XRD, SEM, FTIR, N₂ adsorption-desorption and Raman spectroscopy. The composite material showed an increase in the hydrogen adsorption capacity of more than 30% comparing with the reported in the literature for MOF HKUST-1.

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HKUST-1, MOF, hidrógeno. Hydrogen. BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA SÍNTESIS QUÍMICA

Nanoestructuras de carbono en redes metal-orgánicas para la reducción fotocatalítica de CO₂ a combustibles

GLORIA PEREZ SOREQUE ELIZABETH ROJAS GARCIA Fernando Rubio Marcos RICARDO LOPEZ MEDINA ANA MARISELA MAUBERT FRANCO (2018)

En el presente trabajo se plantea la conversión del CO₂ a combustibles mediante el uso de los fotocatalizadores, como los nanotubos de carbono incorporados a materiales híbridos metal-orgánicos como es el MOF Fe-BTC. Se logró la síntesis de materiales compósitos de Fe-BTC/CNT encontrando que 1.5% de CNT es la cantidad óptima, que los materiales resultaron tener buena actividad fotocatalítica produciendo biocombustibles como etanol y metanol, pudiendo competir con la producción reportada en la literatura aplicando la reducción fotocatalítica de CO₂.

In the present work, the conversion of CO₂ to fuels was proposed by the use of photocatalysts, such as carbon nanotubes incorporated into metal-organic hybrid materials such as the MOF Fe-BTC. In this project the synthesis of Fe-BTC/CNT composite materials was achieved, finding that 1.5% of CNT is the optimum quantity, that the materials obtained have good photocatalytic activity producing biofuels such as ethanol and methanol, being able to compete with the production reported in the literature applying the photocatalytic reduction of CO₂

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MOFs, fotocatálisis, compositos. Photocatalysis, composite. INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS TECNOLOGÍA DE LA CATÁLISIS

Conversión fotocatalítica de CO₂, usando materiales metal-orgánicos amino nano estructurados (NH₂-Nano-MOFs)

ADRIAN ACOSTA ZEPEDA ELIZABETH ROJAS GARCIA ANA MARISELA MAUBERT FRANCO (2017)

Recientemente se ha demostrado que las MOFs tienen buenas propiedades semiconductoras para su uso en reacciones fotocatalíticas. En este trabajo se usaron dos estructuras, Nano-UIO-66 (Zr) y Nano-NH₂UIO-66 (Zr), los cuales fueron sintetizados por el método solvotermal variando los tiempos de reacción con el fin de reducir el tamaño de partícula. Los materiales fueron caracterizados mediante difracción de rayos-X, espectroscopia UV-Visible, FT-IR y Raman y fisisorción de nitrógeno a 77K. Los materiales obtenidos se evaluaron en un sistema semicontinuo, los productos de la evaluación se determinaron mediante cromatografía de gases. Los resultados de la caracterización muestran que la incorporación del grupo amino en la MOF no modifica la estructura de este material. La presencia del grupo amino en la MOF muestra un incremento en la actividad catalítica con respecto al convencional Nano- UIO-66 (Zr). Los resultados de la evaluación muestran una selectividad del catalizador hacia el metanol.

Recently, it has been shown that MOFs have good properties as semiconductors for use in photocatalytic reactions. In this work, Nano UIO-66(Zr) and Nano-NH₂ UIO-66 (Zr) was synthesized by solvothermal method at different reaction times in order to reduce the particle size. After, synthesized materials were characterized using X-ray diffraction, UV-Visible, Infrared, Raman spectroscopy, and N₂ adsorption-desorption at liquid N₂ at 77 K. The materials obtained were evaluated in a continuous system. The reaction products were determinate by gas chromatography. The results of the characterization showed that the incorporation of amino group in the MOF not show change in its structure. The presence of amino group in MOF increases its catalytic activity that than Nano- UIO-66 (Zr). The results of catalytic activity obtained showed that these materials are very active and selective to methanol.

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Fotocatálisis, MOF, UIO-66. Photocataliysis. BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA TECNOLOGÍA DE LA CATÁLISIS

Síntesis de una estructura metal-orgánica con cerio

LAURA ALEJANDRA RIVERA MONTENEGRO MIRELLA GUTIERREZ ARZALUZ VIOLETA MUGICA ALVAREZ MIGUEL TORRES RODRIGUEZ (2018)

En la presente investigación se presenta la síntesis de una estructura metal-orgánica (MOF) tipo MOF-76 con cerio, sintetizado a diferentes tiempos de síntesis solvotermal con el objetivo de obtener el mayor rendimiento del material manteniendo su estructura, dicho material se empleará en un futuro con aplicaciones potenciales para la adsorción de compuestos orgánicos volátiles como el formaldehido, el tolueno oxilenos, comúnmente encontrados en ambientes cerrados. Se estudiaron tres diferentes tiempos de síntesis (30 min, 2 h y 20 h) a la temperatura de 140°C en cada una de las síntesis, los precursores empleados son: ácido trimésico, dimetilformamida y nitrato de cerio. Los materiales se caracterizaron por técnicas convencionales de SEM/EDS y FTIR y los resultados mostraron que el mayor rendimiento en peso se obtiene a 20 h pero con pérdida de su morfología. A dos horas de síntesis se obtiene un menor rendimiento y se conserva la morfología y estructura, por lo que sugerimos que éste es el tiempo óptimo de síntesis.

In this research we present the synthesis of a metal-organic structure (MOF) type MOF-76 with cerium, synthesized at different times of solvothermal synthesis in arder to obtain the highest performance ofthe material while maintaining its structure, this material will be used in a future with potential applications for the adsorption of volatile organic compounds such as formaldehyde, toluene or xylenes, commonly found in indoor environments. Three different synthesis times were studied (30 min, 2 h and 20 h) at the temperature of 140 ºC in each of the syntheses, the precursors used are: trimesic acid, dimethylformamide and cerium nitrate. The materials were characterized by conventional techniques of SEM/EDS and FTIR and the results showed that the highest yield in weight is obtained at 20 h but with loss of morphology. After two hours of synthesis, a lower yield is obtained and the morphology and structure are conserved, so we suggest that this is the optimal synthesis time.

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MOF, Cerio, método solvotermal. Cerium, solvothermal method BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA SÍNTESIS QUÍMICA

Práctica de laboratorio para la enseñanza de la Química Inorgánica de licenciatura: Síntesis y caracterización de polímeros de coordinación cristalinos (MOFs)

BERENICE GONZALEZ SANTIAGO MIGUEL ANGEL GARCIA SANCHEZ (2017)

En el presente trabajo se describe un experimento de laboratorio para la síntesis y caracterización de un compuesto de coordinación conocido como MOF (metal-organic framework). En la síntesis se integran conocimientos de química inorgánica y para el entendimiento de las propiedades del sólido, el alumno debe conocer los aspectos fundamentales de la espectroscopia para los análisis de las muestras. El material sintetizado es el KHUST-1 (Cu₃ (BTC)₂ de fórmula C₁₈H₆Cu₃O₁₂; con ruta de síntesis adaptada a la infraestructura disponible en los laboratorios de la universidad. Se aplicó la teoría aprendida de cursos, como el principio ácido-base de Lewis y aspectos fundamentales de la química del estado sólido. Se utilizan algunas de las técnicas de caracterización más importantes en ciencia de materiales como: análisis térmico, espectroscopia infrarroja y difracción de rayos X de polvos.

This work described an experiment that involves the synthesis and characterization of a coordination network solid, known a metal−organic framework (MOF). The experimental activity introduces students to the important concepts of inorganic chemistry, and basics of spectroscopy are required to understand the properties and analysis of MOF. As the university laboratories do not have direct access to the instrumentation common used in MOF preparation, the material KHUST-1 (Cu₃ (BTC)₂, formula C₁₈H₆Cu₃O₁₂), was synthesized by a modified route previously reported. The undergraduate students deal with the Lewis concept of acid-base reactions, and solid-state chemistry. Analysis of samples includes characterization methods used in materials science: thermogravimetric analysis, Powder X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy.

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MOF, Química Inorgánica, Licenciatura. Inorganic Chemistry, Synthesis. BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA SÍNTESIS QUÍMICA

Estudio de los mecanismos de degradaci?n de ddt y sus intermediarios en suelos contaminados mediante labio estimulaci?n de poblaciones microbianas para proponer estrategias de remediaci?n.

JUAN ANTONIO VELASCO TREJO (2017)

El DDT y sus intermediarios (DDX) son compuestos org?nicos clorados recalcitrantes, t?xicos y persistentes que est?n ampliamente distribuidos en el ambiente. En los suelos, la degradaci?n del DDT puede ocurrir por procesos bi?ticos y abi?ticos. El conocimiento delos mecanismos de degradaci?n, para inducir estos procesos, es de gran importancia para establecer las mejores estrategias de remediaci?n de suelos contaminados. En el presente trabajo se evalu? la t?cnica de bioestimulaci?n mediante el uso de cosustratos org?nicos de estructura arom?tica y no arom?tica. El estudio se enfoc? en identificar los mecanismos de degradaci?n de los DDX. Los experimentos se llevaron a cabo con suelo contaminado obtenido de la exf?brica de plaguicidas ?Tekchem? con y sin pretratamiento con hierro cero valente. Los tratamientos de bioestimulaci?n se realizaron en condiciones aerobias y an?xicas utilizando 3g de suelo, relaci?n suelo/aguade 1:1,pH 7,30?C y 100 rpm. Los experimentos mostraron que la degradaci?n de los DDX en el suelo ocurre a trav?s de dos mecanismos: uno que causa la degradaci?n de compuestos intermediarios(DDNS>DDD>DDE)y otro que induce la transformaci?n del DDT a DDD. El primer mecanismo se present? por la estimulaci?n de microorganismos que oxidan tolueno(Rhodococcus yPseudomonas)en condiciones aerobias; el segundo mecanismo se present? por la estimulaci?n de bacterias sulfato reductoras (Desulfosporosinusauripigmenti) que utilizan compuestos no arom?ticos de f?cil asimilaci?n, como el glicerol, en condiciones an?xicas. En este caso, el proceso sulfidog?nico produce la formaci?n demackinawita (Fe1+xS), que es el compuesto que genera la deshalogenaci?n reductiva abi?tica del DDT. El estudio demostr? que el acoplamiento del mecanismo an?xico conglicerol para producir la transformaci?n del DDT a DDD y el mecanismo aerobio con tolueno para degradar los compuestos intermediarios del DDT fue la mejor t?cnica de bioestimulaci?n para eliminar DDX del suelo contaminado. Asimismo, se demostr? que el proceso sulfido g?nico, que es el paso importante para generar mackinawita, se produce mediante el uso de diferentes cosustratos no arom?ticos de f?cil asimilaci?n (?cido l?ctico, etanol y glucosa); as? como materiales lignocelul?sicos(bagazo de ca?a). Lo que demuestra que el mecanismo de degradaci?n de DDX, en condiciones anoxicas, tambi?n puede ser inducido por subproductos agroindustriales. La degradaci?n de DDX en el suelo original (sin tratamiento con hierro) fue viable mediante los mecanismos descritos.Sin embargo, en este caso no se logr? disminuir las altas concentraciones de DDX(principalmente DDT)por debajo de los l?mites m?ximos permisibles reportados por la EPA. Por consiguiente, queda demostrado que el suelo original requiere de un tratamiento fisicoqu?mico con HCV previo al empleo de t?cnica de bioestimulaci?n. En conclusi?n, este trabajo aporta evidencia sobre los mecanismos de degradaci?n de los DDX que se en condiciones aerobias y an?xicas al utilizar cosustratos org?nicos de estructura arom?tica y no arom?tica. Los mecanismos descritos en este estudio son importantes para establecerlas bases de la estrategia de remediaci?na gran escala del suelo contaminado con DDX de la exf?brica ?Tekchem?

Doctoral thesis

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DDT (Insecticida) -- Innovaciones tecnol?gicas -- Tesis y disertaciones acad?micas Desinfecci?n de suelos -- Salamanca (Guanajuato : M?xico) An?lisis de suelos -- Salamanca (Guanajuato : M?xico)