http://hdl.handle.net/11627/5 2026-07-17T08:07:35Z 2026-07-17T08:07:35Z Garcés Patiño, Luis Antonio http://hdl.handle.net/11627/6792 2026-07-06T21:58:14Z 2026-07-03T00:00:00Z

Síntesis y caracterización de óxidos y fluoruros fotoluminiscentes con emisión en el visible y el infrarrojo cercano Garcés Patiño, Luis Antonio El desarrollo de materiales fotoluminiscentes con emisión en las regiones visible e infrarroja cercana (NIR) es de gran interés debido a sus potenciales aplicaciones en iluminación de estado sólido, sensores ópticos, detección de biomarcadores y bioimagen. En particular, las emisiones dentro de la primera ventana biológica (700–1000 nm) resultan especialmente relevantes por su mayor penetración en tejidos biológicos. Sin embargo, el desarrollo de materiales capaces de exhibir emisiones intensas y sintonizables en las regiones visible y NIR mediante métodos de síntesis simples y de bajo costo continúa siendo un desafío importante. En este contexto, el objetivo de esta tesis fue sintetizar y optimizar materiales fotoluminiscentes basados en óxidos y fluoruros mediante estrategias de dopaje orientadas a intensificar y sintonizar las emisiones en las regiones visible y NIR. Para ello se estudiaron dos sistemas: ZnO:Ca codopado con Cr o modificado mediante la incorporación de Sb₂S₃, y NaBiF₄:Er³⁺/Yb³⁺ codopado con Mg²⁺ o Mn²⁺. En la primera parte del trabajo se investigó el sistema ZnO:Ca, sintetizado mediante un método de coprecipitación química. Posteriormente, se implementaron dos estrategias para mejorar sus propiedades fotoluminiscentes: el codopaje con Cr en concentraciones de 4–17 % mol y la incorporación de Sb₂S₃ en concentraciones de 10–34 % en peso para formar compósitos ZnO:Ca/Sb₂S₃. Ambos sistemas exhibieron fotoluminiscencia simultánea en las regiones visible y NIR bajo excitación UV. El incremento en la concentración de Cr produjo un aumento significativo de la intensidad de la banda NIR comprendida entre 700 y 850 nm, obteniéndose la mayor emisión para la muestra con 17 % mol de Cr, con una banda centrada alrededor de 805 nm. Por otra parte, los compósitos ZnO:Ca/Sb₂S₃ incrementaron la emisión NIR conforme aumentó el contenido de Sb₂S₃, además de permitir sintonizar la emisión visible desde azul hasta naranja-rojo e incluso blanco frío. Los análisis realizados indicaron que los defectos estructurales, particularmente las vacancias de oxígeno presentes en los sistemas basados en ZnO:Ca, desempeñan un papel fundamental en las emisiones observadas. En la segunda parte de la investigación se estudiaron fósforos NaBiF₄ dopados con Er³⁺/Yb³⁺ y codopados con Mg²⁺ o Mn²⁺, sintetizados mediante un método hidrotermal. Estos fósforos exhibieron emisiones violeta-azul y NIR bajo excitación UV. Además, la incorporación de Mg²⁺ o Mn²⁺ incrementó entre 3 y 4.1 veces la intensidad de la emisión NIR alrededor de 852 nm respecto al sistema sin codopaje. Asimismo, después del proceso de calcinación a 600 °C, uno de los fósforos exhibió emisiones por upconversion en las regiones verde y roja bajo excitación a 980 nm. Hasta donde se tiene conocimiento, la intensa emisión NIR alrededor de 852 nm observada en estos materiales no había sido reportada previamente para fósforos NaBiF₄:Er³⁺/Yb³⁺. En conjunto, los resultados obtenidos demuestran que las estrategias de dopaje y el control de defectos estructurales constituyen herramientas efectivas para optimizar la respuesta fotoluminiscente de materiales basados en ZnO:Ca y NaBiF₄. Estos resultados aportan nuevas alternativas para el diseño de materiales fotoluminiscentes con emisiones ajustables mediante estrategias de modificación composicional simples y de bajo costo.

2026-07-03T00:00:00Z 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.

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