Adsorción de hidrógeno a alta presión en zeolitas naturales y sintéticas

El continuo aumento de la demanda energética mundial está generando en los últimos años una creciente preocupación, ya que los recursos de los combustibles fósiles, que son la fuente energética por excelencia, son limitados y su uso conlleva a un negativo impacto ambiental. Debido a esto, se está considerando la implantación de fuentes alternas, una de ellas es el hidrógeno. Sin embargo, el almacenamiento y transporte de hidrógeno es un problema que aún no se ha resuelto, en la actualidad se utilizan materiales porosos para retenerlo y transportarlo. Este método resulta eficaz, seguro y económicamente viable. Las zeolitas son materiales usados en el transporte y almacenamiento de hidrógeno, debido a que son materiales porosos y adsorbentes, con diversas características y propiedades. En el presente trabajo se propone la caracterización de zeolitas naturales (clinoptilolita, mordenita y eriotnita) y zeolitas sintéticas (A, y Beta) para determinar sus propiedades fisicoquímicas, y la homogenización de sus iones de intercambio, para aplicarlas a la adsorción hidrógeno a alta presión.The continuous increase in global energy demand is generating in recent years a growing concern, since resources of fossil fuels, which are the energy source for excellence, are limited and its use leads to a negative environmental impact. Because of this, it is considering the introduction of alternative sources, one of them is hydrogen. However, hydrogen storage and transport is a problem that has not yet been resolved, now porous materials are used to hold and transport. This method is effective, safe and economically viable. Zeolites are used in transport and storage of hydrogen, because they are porous and adsorbent materials, with different characteristics and properties. In this paper the characterization of natural zeolites (clinoptilolite, mordenite and eriotnite) and synthetic zeolites (A, y and Beta) to determine their physicochemical properties, and the homogenization of the ion exchange is proposed to apply to the hydrogen adsorption high pressure

Estimaciones del CO₂ en el sur de la Ciudad de México: 2019-2020

Las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) son un problema a nivel global, que recientemente está tomando más fuerza e interés por su disminución, por parte de las organizaciones internacionales y nacionales encargadas de la prevención de la contaminación y cuidado de la salud y ecosistemas. En este trabajo se realizó una recopilación de datos de las emisiones de CO₂ global y en México, y se observó la variación temporal de las mismas, para determinar si las restricciones obligadas por la pandemia del COVID-19 influyeron sobre ellas. Además de observar el contenido de carbono en muestras de CO₂ y su comportamiento en la Ciudad de México.Carbon dioxide (CO₂) emissions are a global problem, international and national organizations in charge of pollution prevention and health and ecosystems care recently have been gaining more strength and interest in its reduction. In this work, a collection of data on CO₂ global emissions in Mexico were carried out and their temporal variation was observed, to determine if the restrictions imposed by the COVID-19 pandemic influenced them. In addition to observing the carbon content in CO₂ samples and their behavior in Mexico City

Obtención de bencilidenanilinas mediante un proceso mecanoquímico

Se estudió la formación iminas de la anilina mediante un proceso libre de disolvente y se comparó con el método tradicional que sí emplea disolvente para llevar a cabo la síntesis. Se obtuvieron las iminas de anilina con benzaldehído, p-metoxibenzaldehído y p-nitrobenzaldehído, tanto por el método mecanoquímico mezclando los reactivos en un mortero y por el método tradicional calentando a reflujo por dos horas la mezcla de reactivos disuelta en tolueno. Los productos se aislaron e identificaron por espectroscopia de infrarrojo y de resonancia magnética nuclear de protones. La síntesis convencional de iminas requirió de mucho tiempo y más recursos para su ejecución mientras que la síntesis mecanoquímica pudo llevarse a cabo en menor tiempo y en ausencia de disolvente, por lo que se sugiere sustituir el método convencional de síntesis de iminas por el método mecanoquímico. El efecto de la sustitución en el anillo aromático del aldehído sobre la facilidad de formación de las iminas se evaluó conforme a la rapidez de formación del producto en función del tiempo. Se pudo apreciar que el sustituyente electroatractor nitro (NO₂) acelera la velocidad de reacción mientras que el sustituyente electrodonador metoxi (CH₃O) disminuye la velocidad de reacción.The imine formation of the aniline was studied by a solvent-free process and compared to the conventional method which does employ solvent to carry out the synthesis. The aniline imines were obtained with benzaldehyde, p-methoxybenzaldehyde and p-nitrobenzaldehyde, both by the mechano-chemical method by mixing the reactants in a mortar and by the traditional method by heating the reactant mixture dissolved in toluene at reflux for two hours. The products were isolated and identified by infrared and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy. Conventional imine synthesis required a lot of time and more resources for its execution while the mechanochemical synthesis could be carried out in less time and in the absence of solvent, so it is suggested to substitute the conventional method of imine synthesis by the mechanochemical method. The effect of the substitution on the aromatic ring of the aldehyde on the imine formation was evaluated according to the quickness of formation of the product as a function of time. It could be seen that the electron attracting nitro substituent (NO₂) accelerates the reaction rate while the electron donating methoxy substituent (CH₃O) decreases the reaction rate

Problemática del carbono en aerosoles atmosféricos PM2.5

El objetivo general de este proyecto es analizar las variaciones y el aporte de carbono total (TC), carbono orgánico (OC) y carbono elemental (EC) en aerosoles atmosféricos originados por fuentes fósiles (quema de combustibles fósiles) y por quema de biomasa y emisiones biogénicas (emisiones de la naturaleza). Ya que el carbono juega un rol muy preocupante en el cambio climático, salud humana y equilibrio ecológico, debido a sus propiedades físicas y químicas, y sus emisiones descontroladas; además de que, debido a que no existe un monitoreo o registro completo del carbono, no existen normas reguladoras específicas para este contaminante. En este trabajo se observó una ligera disminución de la concentración de PM2.5 en la UNAM, Ciudad de México (CDMX), pero un aumento en el contenido de carbono, debido principalmente al consumo de combustibles fósiles.The general objective of this project is to analyze the variations and the contribution of total carbon (TC), organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) in atmospheric aerosols originated by fossil sources (burning fossil fuels) and by burning biomass and biogenic emissions (emissions from nature). Since carbon plays a very worrying role in climate change, human health and ecological balance, due to physical and chemical properties, and uncontrolled emissions; in addition, there is not complete monitoring or registration of carbon, there are not specific regulatory norms for this pollutant. In this work, there was a slight decrease in the concentration of PM2.5 in UNAM, Mexico City (CDMX), but an increase in carbon content, mainly due to fossil fuel consumption

Radiocarbono en anillos de un árbol y su relación con la variación temporal de CO₂ en la Ciudad de México

En el presente trabajo se llevó a cabo la preparación de muestras de anillos anuales de crecimiento de un árbol Fresno ubicado en la UAM Azcapotzalco en la Ciudad de México para su análisis de ¹⁴C con Espectrometría de Masas con Aceleradores (AMS) en el LEMA (Laboratorio Nacional de Espectrometría de Masas con Aceleradores) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Se determinó que este árbol había nacido en 1980, y cada anillo del árbol contenía una proporción de ¹⁴C/ ¹²C que corresponde a un sitio con alto uso de combustibles fósiles. Al comparar los valores de radiocarbono con el CO₂ registrado por la Secretaria de Medio Ambiente de la Ciudad de México (SEDEMA) en el mismo lapso de tiempo de vida del fresno y observar la estrecha correlación entre ellos, se pudo confirmar que las emisiones de CO₂ están estrechamente ligadas con el comportamiento del radiocarbono.In the present work, the preparation of samples of annual growth rings of a Fresno tree located at the UAM Azcapotzalco in Mexico City and ¹⁴C analysis with Accelerators Mass Spectrometry (AMS) in the LEMA (National Laboratory of Accelerators Mass Spectrometry) of the National Autonomous Metropolitan University (UNAM) were carried out. It was determined fresno tree was born in 1980, and each ring contained a ¹⁴C/¹²C ratio which corresponds to a site with high use of fossil fuels. Radiocarbon tree values and CO₂ emissions recorded by Environment Secretary of Mexico City (SEDEMA) were compared. It could be confirmed that CO₂ emissions are closely linked to radiocarbon behavior

Uso del isótopo ¹⁴C como trazador de fuentes de emisión de CO₂

En la ciudad de México, se capturó CO₂ atmosférico para determinar la concentración de ¹⁴C. Se utilizó una solución alcalina para transportar los átomos de C provenientes del CO₂ atmosférico como material carbonoso, para luego procesarlos hasta extraerlos como grafito, y analizarlos mediante la técnica de Espectrometría de Masas Aceleradora (AMS) para determinar la concentración de ¹⁴C. Fue posible determinar la concentración de CO₂ en ppm y su contenido de ¹⁴C como una fracción del carbono moderno (ƒM). Esto se realizó en diciembre de 2019, durante la temporada seca y fría en un período de 37 días.In Mexico City, atmospheric CO₂ was captured to determine the concentration of ¹⁴C. An alkaline solution was used to transport the C atoms from atmospheric CO₂ as carbonaceous material, to then process them until they were extracted as graphite, and analyzed using the Accelerating Mass Spectrometry (AMS) technique to determine the concentration of ¹⁴C. It was possible to determine the CO₂ concentration in ppm and its ¹⁴C content as a fraction of modern carbon (ƒM). These were carried out in December 2019, during the dry and cold season in a period of 37 days

Aplicación de ozonación y fotocatálisis heterogénea al colorante Negro de Eriocromo T

Los colorantes textiles son contaminantes persistentes difíciles de eliminar y dañan el ecosistema acuático al que se liberan; por eso en éste trabajo se emplearon métodos de oxidación avanzada con el fin de degradar el colorante Negro de Eriocromo T (NET) en solución acuosa y evaluar los niveles de remoción del mismo a diferente pH. Se utilizaron ozonación y fotocatálisis heterogénea, comprobando su efectividad mediante la cinética de degradación de color obtenida por espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-Vis) y la disminución de la carga orgánica (DQO) que sufrió la solución del colorante durante la oxidación. La concentración de color en ambos procesos se redujo más de 90 por ciento y hasta 40 por ciento en la DQO, observando que ambos procesos son muy eficientes para la degradación de color.Textile dyes are persistent contaminants that are difficult to remove and damage the aquatic ecosystem to which they are released; therefore in this work, advanced oxidation methods were used in order to degrade Black Eriocrome T (NET) dye in aqueous solution and to evaluate the levels of removal of the dye at different pH. Heterogeneous pothocatalysis and ozonation were used, proving their effectiveness by the kinetics of color degradation obtained by ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis) and the reduction of the organic load (COD) that underwent the colorant solution during oxidation. The color concentration in both processes was reduced by more than 90 percent and up to 40 percent in COD, noting that both processes are very efficient for color degradation

Ozonación de los colorantes textiles negro reactivo 5 y rojo directo 81 en ausencia y presencia de sulfato de sodio como aditivo

Se estudió la oxidación de los colorantes textiles negro reactivo 5 y rojo directo 81, mediante ozonación simple de soluciones de estos colorantes a distintas concentraciones (50, 100 y 200 mg/L), en ausencia y presencia del aditivo sulfato de sodio (Na₂SO₄) en tres concentraciones diferentes (10, 40 y 80 g/L). La decoloración se monitoreó mediante espectroscopía ultravioleta visible y la degradación de los colorantes se evaluó mediante análisis de demanda química de oxígeno (DQO). Los resultados mostraron que ambos colorantes se decoloran fácilmente por el ozono, mientras que su degradación ocurre más lentamente. La presencia del aditivo tiene cierto efecto sobre la decoloración.Oxidation of textile dyes reactive black 5 and direct red 81 was studied by simple ozonation. Different concentration solutions of these dyes (50, 100 and 200 mg / L) were ozonated in absence and presence of the additive sodium sulfate (Na₂SO₄) in three different concentrations (10, 40 and 80 g / L). Discoloration was monitored by ultraviolet visible spectroscopy and the degradation of the dyes was assessed by analysis of chemical oxygen demand (COD). Results showed easy discoloration of dyes by ozone, while its degradation takes place more slowly. The presence of the additive has some effect on discoloration

Estudio teórico de la síntesis de iminas a partir de aldehídos y anilina

En este trabajo mostramos un análisis que hace uso de la Teoría de Funcionales de la Densidad (TFD) para entender el proceso de la síntesis de tres iminas por medio de un método sencillo, eficiente, amigable con el ambiente y de bajo costo a partir de tres aldehídos (benzaldehído, p-metoxibenzaldehído y p-nitrobenzaldehído) con la anilina. Se analiza el efecto del sustituyente sobre el benzaldehído a partir de un análisis de cargas de Hirshfeld y de los parámetros de reactividad global. Para las iminas sintetizadas se establece la estructura más estable y por lo tanto la más probablemente obtenida, soportando las evidencias experimentales obtenidas por los espectros de infrarrojo. Para cada una de las reacciones se muestra el estado de transición que conecta a cada una las iminas obtenidas con los reactivos a través de los perfiles de energía libre, correlacionando el resultado con la rapidez de formación de las iminas observada experimentalmente.In this work we present an analysis employing Density Functional Theory (DFT) to understand the imines synthesis by a simple, efficient, eco friendly and low cost method, starting from three aldehydes (benzaldehyde, p-methoxybenzaldehyde and p-nitrobenzaldehyde) with aniline. Effect of the substituent over benzaldehyde was analyzed using Hirshfeld charges and global reactivity parameters. For synthetized imines the most stable structure, and then the most probably results predicted were founded, the last ones agree with experimental results by IR spectra. For each reaction, the transition state is shown and connects each obtained imine with reagents through free energy profiles, correlating with velocity of formation and experimental results

Contraste de la metodología de adsorción de colorantes en MOF’s versus ozonación

En este trabajo se presenta el contraste de dos metodologías: una química y otra física, empleadas en el tratamiento de aguas y suelos contaminados con compuestos orgánicos. Por una parte, los procesos de oxidación avanzada ofrecen una rápida remoción del color ya que son oxidantes fuertes. La otra alternativa es la adsorción, que se basa en solo adsorber las moléculas de los colorantes mediante compuestos metal orgánicos porosos, o redes metal orgánicas, - denominados MOF (por sus siglas en inglés: metal organic frameworks)- que poseen propiedades adsorbentes y catalíticas y favorecen la retención de moléculas orgánicas, sin dañar su estructura. El estudio se centró en una MOF de Cobre (Cu₃(BTC)₂) con estructura cúbica y de fácil síntesis. En ambas metodologías se experimenta con el colorante violeta cristal.This work presents the contrast of two methodologies, one chemical and one physical, used in the treatment of water and soil contaminated with organic compounds. The first one, ozonation, an advanced oxidation process, offer a quick color removal as they are strong oxidants. The second one, adsorption, is based on adsorbing the molecules of the dyes with Metal Organic Frameworks (MOF’s), which have adsorptive and catalytic properties that favor the retention of Organic Molecules, as some dyes, without damaging their structure. The study is focused on a copper (Cu₃(BTC)₂) MOF, with cubic structure and easy synthesis. Both methodologies are tested using crystal violet dye