Catalizadores nanoestructurados con aplicaciones medioambientales. Hidrodesoxigenación de biocombustibles y purificación de hidrógeno

Los soportes de titania se sintetizaron mediante un método sol-gel y mediante dos métodos hidrotermales marcadamente ácido y básico. El primer método condujo a la formación de un soporte mesoporoso que a su vez se calcinó a distintas temperaturas. El catalizador con una mezcla idónea de fases anatasa/rutilo (soporte calcinado a 600ºC), una alta dispersión de nanopartículas de oro y un tamaño de partícula idóneo condujo a los mejores resultados de conversión de CO al proporcionar mayor densidad de sitios activos. El segundo método condujo a la formación de nanovarillas de titania que permitieron una alta dispersión de las nanopartículas de oro. Los ensayos catalíticos demostraron que todos los catalizadores presentan una alta conversión de CO. Sin embargo, la alta fotoactividad condujo a una disminución de la selectividad hacia CO2 como resultado de la reacción competitiva de oxidación de H2 a H2O. Fecha de lectura de Tesis Doctoral: 13 diciembre 2018.La presente tesis plantea el desarrollo de sistemas catalíticos para el estudio de reacciones de interés energético y medioambiental. La primera parte se centra en la síntesis de catalizadores activos en reacciones de hidrodesoxigenación (HDO) de moléculas modelo presentes en el bio-oil derivado de la pirólisis de biomasa lignocelulósica para la mejora de biocombustibles. La segunda incluye el desarrollo de fotocatalizadores activos en la reacción de oxidación preferencial de CO en exceso de hidrógeno bajo irradiación solar simulada para la purificación de hidrógeno generado a bordo en dispositivos móviles, el cual se usa como alimento de celdas de combustible de membrana polimérica. Se han sintetizado una serie de fosfuros de metales de transición soportados sobre sílice comercial y pertenecientes a la triada del hierro (Fe, Co y Ni) que han resultado muy activos en la reacción de hidrodesoxigenación de fenol y dibenzofurano. Los resultados de caracterización revelaron que la relación molar inicial fósforo/metal es determinante en la estequiometría de la fase fosfuro formada, la acidez, el tamaño de partícula, el grado de exposición metálica en superficie y consecuentemente, en la actividad catalítica. Los resultados catalíticos reflejaron que los fosfuros ricos en metal, Ni2P y Fe2P, condujeron a los mejores resultados para los catalizadores de hierro y níquel, mientras que para la serie de fosfuros de cobalto el monofosfuro, CoP, condujo a las mayores actividades. Por otro lado, los resultados de selectividad revelaron que todos los fosfuros reaccionan vía hidrogenación/deshidratación, obteniéndose ciclohexano y biciclohexano tras HDO de fenol y dibenzofurano, respectivamente. Para la reacción de oxidación preferencial de CO en exceso de hidrógeno bajo irradiación solar iluminada a temperatura ambiente y presión atmosférica se han sintetizado fotocatalizadores basados en nanopartículas de oro depositadas sobre TiO2

Surface modification after ethanol wet milling: A comparison between pristine glasses produced from natural minerals and analytical grade raw materials

Four glass compositions were produced taking into account different theoretical Leucite (KAlSi2O6)/Bioglass 45S5 (45% SiO2, 24.5% Na2O, 24.5% CaO, 6% P2O5) ratios using analytical grade reagents only; and replacing some of the reagents by natural minerals, all that were found to be bioactive when they were transformed to glass ceramics. Glasses of particle size below 174 μm were wet milled using ethanol in a high energy planetary ball mill. After wet milling, samples with 25 and 30% of theoretical Leucite content using reagents grade raw materials showed a higher dissolution rate in comparison to the same glasses made from natural mineral, while no differences were found on glasses with 40 and 50% of Leucite theoretical content. Samples with higher dissolution showed a crystalline carbonate phase named Pirssonite on its surface, while on the rest of samples amorphous carbonates were present.Fil: Stábile, Franco Matías. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; ArgentinaFil: Rodríguez Aguado, Elena. Universidad de Málaga; EspañaFil: Rodríguez Castellón, Enrique. Universidad de Málaga; EspañaFil: Volzone, Cristina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentin

Nanocátalysts for oxygen removal from biomass derived biofuel

The use of bio-energy as a renewable alternative to fossil fuels is nowadays attracting more and more attention. Bio-fuel from biomass seems to be a potential energy substitute for fossil fuels since it is a renewable resource that could contribute to sustainable development and global environmental preservation and it appears to have significant economic potential. Liquid fuels can be obtained from fast pyrolysis of lignocellulosic biomass, where fast pyrolysis is a promising route because the process takes place at moderate temperatures, in absence of air and with a short hot vapor residence time. However, these liquid fuels have poor quality due to their low volatility, high viscosity, low heating value, a high oxygen content and poor chemical stability. This high oxygen is due to the presence of oxygen-containing compounds such as alcohols, aldehydes, ketones, furans and phenols. In this sense, catalytic hydrodeoxygenation (HDO) is one the most efficient processes to remove oxygen from these liquid fuels. In this context, the catalyst design is of upmost importance to achieve a high degree of deoxygenation, and bifunctional catalysts are required to achieve high degrees of activity. Noble metal and non-noble metal based catalysts will be evaluated in HDO of model molecules in order to get further insight about the important role of the active phase. Transition metal phosphides have shown excellent catalytic performances due to their good hydrogen transfer properties that diminishes the amount of metal exposed, avoiding, as much as possible, the deactivation, and modifies the electronic density of the catalyst leading to solids that favors the HDO. In addition these phosphides show bifunctional catalytic properties (metallic sites for hydrogenation and acid sites for cracking, methyl transfer reaction, dehydration and isomerization).Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Synthesis of porous graphene/TiO2 by use of recycled graphite

Graphene-based nanomaterials are a kind of new technological materials with high interest for physicists, chemists and materials scientists. Graphene is a two-dimensional (2-D) sheet of carbon atoms in a hexagonal configuration with atoms bonded by sp2 bonds. These bonds and this electron configuration provides the extraordinary properties of graphene, such as very large surface area, a tunable band gap, high mechanical strength and high elasticity and thermal conductivity [1]. Graphene has also been investigated for preparation of composites with various semiconductors like TiO2, ZnO, CdS aiming at enhanced photocatalytic activity for their use for photochemical reaction as water splitting or CO2 to methanol conversion [2-3]. In this communication, the synthesis of porous graphene@TiO2 obtained from a powder graphite recycled, supplied by ECOPIBA, is presented. This graphite was exfoliated, using a nonionic surfactant (Triton X-100) and sonication. Titanium(IV) isopropoxide was used as TiO2 source. After removing the surfactant with a solution HCl/n-propanol, a porous solid is obtained with a specific area of 358 m2g-1. The solid was characterized by XRD, FTIR, XPS, EDX and TEM. Figure 1 shows the graphene 2D layer bonded with nanoparticles of TiO2. When a water suspension of this material is exposed with UV-vis radiation, water splitting reaction is carried out and H2/O2 bubbles are observed (Figure 2)Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Synthesis and characterization of silver vanadates thin films for photocatalytic applications

Silver vanadates thin films were deposited by a hybrid deposition system combining laser ablation and thermal evaporation. A high purity vanadium target was ablated using the third harmonic of a Nd:YAG laser whereas high purity silver pellets were evaporated. The as-deposited thin films were subjected to thermal treatments at 400 °C to obtain crystalline films. For films without Ag amorphous V2O5 thin films were deposited and as the Ag is incorporated in the material different silver vanadates were obtained. The effect of the silver load on the composition, structure, optical properties, surface morphology and photocatalytic response of the deposited films was studied. The film composition, determined by X-ray photoelectron spectroscopy, reveals Ag contents from 5.5 to 18.9 at.%. The crystalline phases formed were identified by micro-Raman Spectroscopy; the results indicate the formation of three silver vanadates depending on the silver content. The morphology was observed using scanning electron microscopy, the filmś surface changes from a smooth surface to belts covering the surface and finally Ag nanoparticles are observed at the higher Ag contens. Optical properties determined from UV–vis reveal the presence of the surface plasmon signal in films containing silver. The films were tested in the photocatalytic degradation of Malachite Green dye reaching maximum degradations degrees close to 53% under solar irradiation. Reactive species trapping experiments suggest that O2 − produced by the O2 reduction via the photogenerated electrons drives the photodegradation mechanismCB-168827 CB-240998 F. Gonzalez-Zavala thanks to CONACyT for the PhD and Beca Mixta grants, and also to the SIEA-UAEM for the beca movilidad para estudios avanzados 2016. E. Rodríguez-Castellón thanks to project CTQ2015-68951-C3-3-R of Ministerio de Economía y Competitividad (Spain) and FEDER funds

Capacidad de salto y equilibrio en jóvenes y ancianos físicamente

Introducción y objetivos: La frecuencia de caídas por pérdida de equilibrio en ancianos aumenta con la edad. El objetivo de este estudio ha sido analizar la fuerza explosiva de las extremidades inferiores y la capacidad de equilibrarse en dos muestras de personas físicamente activas: jóvenes y ancianos. Material y métodos: Participaron voluntariamente 8 ancianos y 11 jóvenes, todos ellos físicamente activos. Realizaron los tests: salto con contramovimiento, equilibrio estático en apoyo bipodal con ojos abiertos sobre espuma y límites de la estabilidad en apoyo bipodal. Todos ellos sobre una plataforma de fuerzas. Resultados y discusión: La altura del salto fue mayor en jóvenes (jóvenes: 16,00 ± 2,73; ancianos: 7,99 ± 2,23% estatura; p < 0,001). El stiffness en el contramovimiento de la batida fue menor en jóvenes (p < 0,01). El área recorrida por el centro de presiones en el test de equilibrio estático fue menor en jóvenes (jóvenes: 4,02 ± 1,09; ancianos: 7,08 ± 1,79 cm2; p < 0,01). Por otro lado, en el test de los límites de estabilidad el área del centro de presiones fue mayor en jóvenes (jóvenes: 168,50 ± 32,26; ancianos: 32,70 ± 37,54 cm2; p < 0,01). No se encontró ninguna correlación entre variables de fuerza y equilibrio. En el grupo de ancianos el descenso del contramovimiento se correlacionó con el stiffness (r = ---0,75; p < 0,05). Conclusiones: El grupo de ancianos físicamente activos conservaba niveles de fuerza destacables pensando en la prevención de caídas, aunque descendía muy poco en el contramovimiento del salto. Si se lograra aumentar el rango funcional en el que ejercen fuerza sus extremidades inferiores podríamos disminuir el stiffness en el contramovimiento y mejorar su equilibrio postural

Surface modification after ethanol wet milling: A comparison between pristine glasses produced from natural minerals and analytical grade raw materials

Four glass compositions were produced taking into account different theoretical Leucite (KAlSi2O6)/Bioglass 45S5 (45% SiO2, 24.5% Na2O, 24.5% CaO, 6% P2O5) ratios using analytical grade reagents only; and replacing some of the reagents by natural minerals, all that were found to be bioactive when they were transformed to glass ceramics. Glasses of particle size below 174 μm were wet milled using ethanol in a high energy planetary ball mill. After wet milling, samples with 25 and 30% of theoretical Leucite content using reagents grade raw materials showed a higher dissolution rate in comparison to the same glasses made from natural mineral, while no differences were found on glasses with 40 and 50% of Leucite theoretical content. Samples with higher dissolution showed a crystalline carbonate phase named Pirssonite on its surface, while on the rest of samples amorphous carbonates were present.Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámic

Entrenaments funcionals versus específics per prevenir

Les caigudes per pèrdua d’equilibri augmenten exponencialment amb l’edat en la gent gran de les societats occidentals i constitueixen un problema important sanitari, social i econòmic. Anteriorment, per prevenir les caigudes s’havia proposat un entrenament específic de les qualitats físiques, sobretot de la força de les extremitats inferiors. Tanmateix, els últims anys cada vegada és més freqüent l’entrenament basat en desplaçaments, principalment la marxa, bé sola, bé combinada amb tasques cognitives i motores, o amb qualitats físiques. L’objectiu d’aquesta revisió ha estat comparar diferents tipus d’entrenament realitzats a gent gran, dissenyats per prevenir les caigudes, analitzant els tests emprats per avaluar-ne el risc

Entrenamientos funcionales frente a específicos en la prevención

Las caídas por pérdida de equilibrio aumentan exponencialmente con la edad en las personas mayores de las sociedades occidentales y constituyen un importante problema sanitario pero también social y económico. Para prevenirlas se propuso inicialmente el entrenamiento específico de cualidades físicas, sobre todo de la fuerza de las extremidades inferiores. No obstante, en los últimos años es cada vez más frecuente el entrenamiento basado en desplazamientos, principalmente la marcha, ya sea sola, combinada con tareas cognitivas y motrices, o con cualidades físicas. El objetivo de esta revisión ha sido comparar diferentes tipos de entrenamientos realizados en personas mayores diseñados para prevenir las caídas analizando los test usados en la evaluación del riesgo de caídas

Ni-Doped Ordered Nanoporous Carbon Prepared from Chestnut Wood Tannins for the Removal and Photocatalytic Degradation of Methylene Blue

In this work, Ni-doped ordered nanoporous carbon was prepared by a simple and green one-pot solvent evaporation induced self-assembly process, where chestnut wood tannins were used as a precursor, Pluronic® F-127 as a soft template, and Ni2+ as a crosslinking agent and catalytic component. The prepared carbon exhibited a 2D hexagonally ordered nanorod array mesoporous structure with an average pore diameter of ~5 nm. Nickel was found to be present on the surface of nanoporous carbon in the form of nickel oxide, nickel hydroxide, and metallic nickel. Nickel nanoparticles, with an average size of 13.1 nm, were well dispersed on the carbon surface. The synthesized carbon was then tested for the removal of methylene blue under different conditions. It was found that the amount of methylene blue removed increased with increasing pH and concentration of carbon but decreased with increasing concentration of methylene blue. Furthermore, photocatalytic tests carried out under visible light illumination showed that purple light had the greatest effect on the methylene blue adsorption/degradation, with the maximum percent degradation achieved at ~4 h illumination time, and that the percent degradation at lower concentrations of methylene blue was much higher than that at higher concentrations. The adsorption/degradation process exhibited pseudo second-order kinetics and strong initial adsorption, and the prepared carbon showed high magnetic properties and good recyclabilityThis research was funded by Junta de Andalucía, Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades. Project P20_00375. Partial funding for open access charge: Universidad de Málag