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MATERIALES SÓLIDOS NATURALES Y SINTÉTICOS APLICADOS A FENÓMENOS DE SUPERFICIE (SORCIÓN Y CATÁLISIS), MATERIALES SUSTENTABLES

Clave
CB001-17
Acuerdo
586.3.4.3.1
Fecha de inicio
20 de Abril de 2017
Fecha de Finalización
19 de Abril de 2020
Objetivos
Generales: Contribuir al desarrollo de materiales porosos naturales y sintéticos que permitan la captura y almacenamiento de H2, CO2 atmosférico y su transformación en productos de elevado valor agregado y la destrucción de colorantes tóxicos por medio de fotocatálisis. Específicos:  Sintetizar materiales utilizando diferentes metodologías (solvotermal, precipitación y coprecipitación, sol/gel, con la finalidad de obtener materiales con propiedades controladas de acidez (zeolitas, MCM-41, SBA-15); de basicidad (zeolitas, materiales tipo hidrotalcita (HT), mezclas de óxidos metálicos), de intercambio iónico y funcionalizados con aminas poliméricas (MCM-41 y SBA-15) y estructuras metal-orgánicas (MOFs por sus siglas en inglés).  Utilizar zeolitas naturales y modificadas mexicanas: erionita, clinoptilolita, chabacita y mordenita, en procesos de adsorción y captura de gases a baja y alta presión  Caracterizar los materiales mediante técnicas espectroscópicas, estructurales y texturales como: Espectroscopias de ultravioleta-visible (UV-Vis), infrarrojo (IR), y Raman, difracción de rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido (MEB) y transmisión de alta resolución (METAR) y espectrometría de energía dispersa (EDS).  Evaluar las propiedades superficiales de los materiales(difusión, adsorción y desorción), propiedades catalíticas y texturales mediante técnicas como fisisorción de N2 (-196 °C),desorción a temperatura programada (DTP), reducción a temperatura programada (RTP), quimisorción, análisis termogravimétrico (ATG) y análisis térmicos.  Estudiar las propiedades de distintos materiales en procesos de adsorción y catálisis aplicados a procesos de captura de H2, CO2 y mezclas de gases; así como la transformación de CO2 en productos con valor agregado.  Evaluar la capacidad de captura de CO2 de los sólidos sintetizados por medio de isotermas de adsorción a baja y alta presión y a diferentes temperaturas (25, 40 y 50 °C)  Investigar por medio de ciclos de adsorción/desorción la habilidad de regeneración de c/u de los sólidos (al menos 5 ciclos)  Evaluar la cinética de adsorción de CO2 de los materiales tipo HT sintetizados  Analizar el efecto de la composición química en las propiedades fisicoquímicas de los sólidos obtenidos y correlacionarlos con los resultados obtenidos en las evaluaciones llevadas a cabo.  Determinar el calor isostérico de todos los materiales porosos sintetizados mediante las isotermas de adsorción a diferentes temperaturas.  Evaluar los MOFs y zeolitas naturales y sintéticas en la reacción de reducción fotocatalítica de CO2 a combustibles y productos de valor agregado.  Determinar mediante cálculos teóricos los sitios más favorables donde el hidrógeno puede ser adsorbido utilizando paquetería VASP y Monte Carlo.  Determinar un posible mecanismo de reacción de la reducción fotocatalítica de CO2 usando cálculos teóricos y la paquetería MAPS.