http://hdl.handle.net/11627/5 2026-06-25T16:25:24Z 2026-06-25T16:25:24Z Carrillo García, Angela Monserrat http://hdl.handle.net/11627/6781 2026-06-23T18:01:46Z 2026-06-30T00:00:00Z

Aplicación de montmorillonita sódica como absorbente para la remoción de metronidazol disuelto en agua Carrillo García, Angela Monserrat "La contaminación de los cuerpos de agua por contaminantes emergentes como el metronidazol, un antibiótico y antiparasitario de venta libre, representa un grave problema ambiental debido a su persistencia y potencial riesgo para la salud y el medio ambiente; lo que pone de manifiesto la necesidad de estudiar y proponer materiales y técnicas para removerlo eficientemente del agua. Debido a lo anterior, en este trabajo se evaluó la capacidad de montmorillonita sódica, una arcilla abundante en México, como material adsorbente para la remoción de metronidazol en solución acuosa. Se llevó a cabo la exfoliación de la arcilla por dos técnicas de ultrasonido, obteniendo un mayor rendimiento de material con la técnica por baño ultrasónico. Se compararon las características fisicoquímicas de arcilla exfoliada y sin exfoliar observando que para ambas arcillas prevalece una carga negativa a diferentes valores de pH, incrementado su valor negativo a pH 2. Por fisisorción se demostró que la montmorillonita sin tratar tiene el triple de área superficial que la exfoliada. Posteriormente, se contrastó el desempeño de la montmorillonita en su estado natural con el exfoliado para remover metronidazol, obteniendo valores de capacidad de absorción de 21.9 ± 7.5% y de 8.2 ± 1.4% para la arcilla sin tratamiento frente a la arcilla exfoliada después de 24 h de exposición respectivamente, bajo las condiciones experimentales establecidas. Mediante pruebas de absorción-desorción, y tomando en cuenta los cambios de carga a pH 2 y 10, se determinó que el mecanismo de absorción que se lleva a cabo entre la montmorillonita y el metronidazol es mediante fuerzas electrostáticas; demostrando además la viabilidad de reutilizar la arcilla a través de ciclos consecutivos de absorción y desorción. Finalmente, con el propósito de dar una disposición final y segura al contaminante removido, el metronidazol concentrado se sometió a un proceso de degradación mediante la reacción foto-Fenton solar. Este tratamiento permitió obtener un efluente sin actividad antibacteriana y libre de nuevos subproductos detectables por espectroscopía UV-Vis; lo que sugiere su baja toxicidad para el medio ambiente y el ser humano. Con esta investigación se desarrolló un proceso integral y sustentable que combina la retención eficiente, la regeneración del material y la fotodegradación del fármaco contaminante."; "The contamination of water bodies by emerging pollutants such as metronidazole, an over-the-counter antibiotic and antiparasitic drug, poses a serious environmental problem due to its persistence and potential risks to human health and the environment; this highlights the need to study and propose materials and techniques for its efficient removal from water. Consequently, this study evaluated the capacity of sodium montmorillonite, a clay abundant in Mexico, as an adsorbent material for the removal of metronidazole from aqueous solution. The clay was exfoliated using two ultrasound techniques, with the ultrasonic bath technique yielding a higher material yield. The physicochemical characteristics of exfoliated and unexfoliated clay were compared, revealing that a negative charge prevails in both clays at different pH levels, with the negative value increasing at pH 2. Physisorption analysis demonstrated that untreated montmorillonite has three times the surface area of the exfoliated clay. Subsequently, the performance of montmorillonite in its natural state was compared with that of exfoliated montmorillonite for the removal of metronidazole, yielding absorption capacity values of 21.9 ± 7.5% and 8.2 ± 1.4% for untreated clay versus exfoliated clay, respectively, after 24 h of exposure under the established experimental conditions Through adsorption-desorption tests, and taking into account changes in charge at pH 2 and 10, it was determined that the adsorption mechanism between montmorillonite and metronidazole occurs via electrostatic forces; this also demonstrated the feasibility of reusing the clay through consecutive cycles of adsorption and desorption. Finally, to ensure safe and final disposal of the removed contaminant, the concentrated metronidazole underwent a degradation process via the solar photoFenton reaction. This treatment yielded an effluent with no antibacterial activity and free of new byproducts detectable by UV-Vis spectroscopy, suggesting low toxicity to the environment and humans. This research led to the development of a comprehensive and sustainable process that combines efficient retention, material regeneration, and photodegradation of the contaminating drug."

2026-06-30T00:00:00Z Pérez Batalla, Rubén Uziel http://hdl.handle.net/11627/6770 2026-06-11T23:11:24Z 2026-01-01T00:00:00Z

Sinterización por chispa y plasma de compuestos intermetálicos magnetocalóricos RNi5 (R = Tb, Dy) y RX2 (R = Tb, Dy, Ho, Er; X = Ni, Al) para la licuefacción de hidrógeno. Pérez Batalla, Rubén Uziel La presente tesis aborda la síntesis y el estudio de las propiedades magnéticas y magnetocalóricas de compuestos intermetálicos basados en tierras raras orientados a su aplicación como refrigerantes en sistemas de licuefacción de hidrógeno. Se investigaron los compuestos RNi5 (R = Tb, Dy) y RX2 (R = Tb, Dy, Ho y Er; X = Ni, Al), con el objetivo de analizar su comportamiento magnético y desempeño magnetocalórico, así como evaluar su consolidación mediante la sinterización por chispa y plasma (SPS). Los mismos cristalizan en estructuras bien definidas del tipo CaCu5 y MgCu2 (C15 de las fases de Laves), respectivamente. Para los compuestos sintetizados, la solidificación rápida mediante temple rotatorio permite obtener cintas monofásicas, es decir, sin presencia significativa de fases secundarias y sin necesidad de tratarlas térmicamente, con transiciones magnéticas bien definidas y elevados valores de magnetización de saturación. Por su parte, las cintas muestran cierta población de granos columnares, lo que se traduce en textura cristalográfica parcial. El análisis microestructural permitió caracterizar la homogeneidad química y la microestructura de las muestras, especialmente tras el procesamiento por SPS. Las propiedades magnetocalóricas se evaluaron tanto mediante mediciones de magnetización como de calor específico (cp), lo que permitió obtener las curvas de variación de la entropía magnética y de la temperatura adiabática. En todos los casos, la respuesta magnetocalórica de los sinterizados es superior o similar a los mejores valores reportados en la literatura para muestras en bulto. La técnica de SPS permitió obtener sinterizados de alta densidad manteniendo esencialmente inalteradas las propiedades magnéticas y magnetocalóricas de las cintas precursoras. Esto es relevante desde el punto de vista tecnológico, ya que la consolidación eficiente de estos materiales es un requisito fundamental para su implementación en dispositivos reales. En conjunto, los resultados demuestran que los compuestos intermetálicos estudiados son candidatos prometedores como refrigerantes sólidos para sistemas de licuefacción de hidrógeno.; This thesis addresses the synthesis and characterization of the magnetic and magnetocaloric (MC) properties of rare-earth-based intermetallic compounds for their application as MC refrigerants in hydrogen liquefaction systems. The magnetic behavior, magnetocaloric performance, and consolidation by spark plasma sintering (SPS) of RNi5 (R = Tb, Dy) and RX2 (R = Tb, Dy, Ho, and Er; X = Ni, Al) compounds were investigated. We used melt-spun ribbons of these compounds as precursors for SPS processing. These compounds crystallize in hexagonal CaCu₅-type and the cubic MgCu2-type (C15; Laves phases) structures, respectively. For the synthesized compounds, rapid solidification by melt spinning enabled the preparation of single-phase ribbons without post-annealing, which exhibited well-defined magnetic transitions and high saturation magnetization. In addition, the ribbons exhibited a population of columnar grains, resulting in partial crystallographic texture. Microstructural analysis allowed the characterization of the chemical homogeneity and microstructure of the samples, particularly after SPS processing. The magnetocaloric properties were evaluated through both magnetization and specific-heat (cp) measurements, allowing the determination of the magnetic entropy change and adiabatic temperature change curves. In all cases, the magnetocaloric response of the sintered samples was superior or comparable to the best values reported in the literature for bulk materials. The SPS technique enabled the fabrication of high-density sintered compacts while preserving the magnetic and magnetocaloric properties of the precursor ribbons. These results are technologically relevant, since the efficient consolidation of these materials is a key requirement for their implementation in real devices. Overall, the results demonstrate that the studied intermetallic compounds are promising candidates as solid refrigerants for hydrogen liquefaction systems.

2026-01-01T00:00:00Z Escobedo-Valadez, L.G. Zamora, J. Padrón-Alemán, K. Sánchez Llamazares, J.L. http://hdl.handle.net/11627/6766 2026-05-22T18:53:08Z 2026-01-01T00:00:00Z

Influence of Gd and Er Substitution on the Structural, Magnetic, and Cryogenic Magnetocaloric Properties of HoB 2 Escobedo-Valadez, L.G.; Zamora, J.; Padrón-Alemán, K.; Sánchez Llamazares, J.L. This work reports the effect of partially substituting 20 % of the Ho atoms with Gd or Er on the structural, magnetic, and magnetocaloric properties of the binary boride HoB 2 . Bulk arc-melted Ho 0.8 R 0.2 B 2 alloys with R = Ho, Gd, and Er crystallize in the hexagonal AlB 2 -type structure, with a small amount of the tetragonal UB 4 -type secondary phase. Thermomagnetic measurements reveal two magnetic transitions in the three alloys: a spin- reorientation transition at ~10 K and a ferromagnetic–to–paramagnetic phase transition at higher temperatures. The HoB 2 and Ho 0.8 Er 0.2 B 2 alloys exhibit similar magnetic and structural properties, with Curie temperatures T C = 16 K and magnetic entropy change curves similar in shape and maximum values. In contrast, Gd substitution significantly modifies the magnetic interactions, shifting T C to about 25 K and broadening the temperature range of second-order magnetic phase transition. Large magnetocaloric responses are reported for a magnetic field change of μ 0 ΔH = 5 T. The maximum magnetic entropy change reaches 40.6 J kg –1 K –1 , 27.1 J kg –1 K –1 , and 37.0 J kg –1 K –1 , while the maximum adiabatic temperature change is 12 K, 10 K, and 11 K for HoB 2 , Ho 0.8 Gd 0.2 B 2 , and Ho 0.8 Er 0.2 B 2 , respectively. Although the magnetocaloric effect of Ho 0.8 Gd 0.2 B 2 is reduced compared with the parent alloy, its broader transition results in a higher refrigerant capacity and an extended working temperature range. These results highlight the potential of compositional tuning in rare- earth diborides to optimize magnetocaloric performance in the 10–30 K temperature range, which is relevant for cryogenic cooling and hydrogen liquefaction using magnetic refrigeration. Data for this article, including graphs in Microcal Origin are available at the REPOSITORIO IPICYT.; Correspondig author: JL Sanchez Llamazares.

2026-01-01T00:00:00Z Sanchez Diaz, Eric Enrique http://hdl.handle.net/11627/6748 2026-04-16T22:54:13Z 2026-02-01T00:00:00Z

Estudio de la integración de perovskitas en geopolímeros para la recolección de energía proveniente de fuentes naturales Sanchez Diaz, Eric Enrique "El presente trabajo doctoral analiza la integración de perovskitas en matrices geopoliméricas desde una perspectiva experimental y crítica, con el objetivo de evaluar sus alcances reales como materiales multifuncionales para aplicaciones constructivas y energéticas. Más que proponer una solución inmediata al problema energético global, el estudio se centra en comprender los mecanismos físico-químicos que emergen al combinar fases ferroeléctricas con matrices aluminosilicatadas de bajo impacto ambiental. El titanato de bario (BaTiO₃) se empleó como perovskita modelo debido a su estabilidad química y a sus propiedades ferroeléctricas y piezoeléctricas bien documentadas. En este trabajo, su potencial fotoeléctrico no se aborda desde un enfoque fotovoltaico convencional, sino como una respuesta inducida limitada, asociada a dominios internos y efectos interfaciales dentro del material compuesto.. La caracterización integral incluyó análisis estructural (XRD), morfológico (SEM), químico (FTIR), térmico (TGA/DSC) y eléctrico (EIS, curvas I-V), así como ensayos de respuesta fotoeléctrica y piezoeléctrica bajo condiciones controladas. Se evaluó la influencia de la concentración y distribución de BaTiO₃ sobre la conductividad, la eficiencia de conversión energética y las propiedades mecánicas del material compuesto. Los resultados evidencian que la incorporación de perovskitas no solo preservó la integridad estructural del geopolímero, sino que también habilitó la generación de corriente bajo estímulos lumínicos y mecánicos. Los resultados evidencian una respuesta eléctrica inducida en los compositos geopolímero–BaTiO₃ bajo estímulos mecánicos y lumínicos, asociada a procesos de polarización y transporte de carga.. No obstante, estas respuestas presentan magnitudes reducidas, lo que limita su aplicación directa, pero aporta información relevante para el diseño futuro de materiales híbridos con funciones energéticas complementarias."; "This doctoral thesis examines the integration of perovskites into geopolymer matrices from an experimental and critical perspective, with the aim of assessing their realistic scope as multifunctional materials for construction and energy-related applications. Rather than proposing an immediate solution to the global energy challenge, the study focuses on understanding the physicochemical mechanisms that emerge from combining ferroelectric phases with low–environmental-impact aluminosilicate matrices. Barium titanate (BaTiO₃) was employed as a model perovskite due to its chemical stability and well-documented ferroelectric and piezoelectric properties. In this work, its photoelectric potential is not addressed from a conventional photovoltaic standpoint, but rather as a limited induced response associated with internal domains and interfacial effects within the composite material. Comprehensive characterization included structural (XRD), morphological (SEM), chemical (FTIR), thermal (TGA/DSC), and electrical (EIS, I–V curves) analyses, as well as photoelectric and piezoelectric response tests under controlled conditions. The influence of BaTiO₃ concentration and distribution on conductivity, energy conversion efficiency, and mechanical properties of the composite was evaluated. The results show that the incorporation of perovskites not only preserves the structural integrity of the geopolymer matrix, but also enables the development of electrical responses under mechanical and light stimuli. The findings demonstrate that geopolymer–BaTiO₃ composites exhibit induced electrical responses associated with polarization phenomena and charge transport mechanisms. However, the relatively low magnitude of these responses limits their direct application, while providing valuable insights for the future design of hybrid materials with complementary energy-related functionalities."

2026-02-01T00:00:00Z