QUIMICA DEL ESTADO SOLIDO

Autor: GRACIA EDO LOURDES.
Año: 2004.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE TECNOLOGÍA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: La presente Tesis doctoral se puede considerar una continuación en el desarrollo y avances de las diferentes líneas de trabajo en la Química del Estado sólido del grupo de investigación de Química y Computacional, y en particular abarca tres campos diferenciados: 1,- El efecto de la presión en sólidos cristalinos, donde se ha estudiado la comprensibilidad y el consecuente polimorfismo de las espinelas MgAl204, CdCr2Se4 y GdGa2Se4, el sólido molecular CO2 y sus transiciones de fase hacia estructuras poliméricas; el cristal TiO2 comparando el comportamiento de sus fases naturales. 2,- Fenómenos dedifusión de ciertas impurezas en superficies metálicas de paladio. También se ha estudiado la difusión de iones litio en WO3, con importantes aplicaciones en electrocromismo y baterías. 3,- Reactividad de clusters de óxidos de metales de transición en la que participan dos estados electrónicos de diferentes multiplicidades de espín, se han estudiado los mecanismos de reacción de catión VO2+ con los hidrocarburos etileno, etano y propeno, la reactividad de ciertos clusters de óxidos de niobio y de sus correspondientes oxihidróxidos, el estudio de varias reacciones catalizadas por agua, actuando de dador y aceptor de protones.

Autor: ANSÓN CASAOS ALEJANDRO.
Año: 2004.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: INSTITUTO DE CARBOQUÍMICA, CSIC.
Centro de realización: INSTITUTO DE CARBOQUÍMICA, CSIC.

Autor: Parra García Vicente.
Año: 2005.
Universidad: VALLADOLID.
Centro de lectura: E. T. S. Ingenieros Industriales.
Centro de realización: E. T. S. Ingerieros Industriales.

Resumen: Desarrollo de sensores basados en materiales moleculares electroactivos, esencialmente derivados de metaloftalocianinas (mono y bisftalocianinas) y perilenos (imido, diimido). Su principio de detección es la Voltametría y son empleados para la creación de un nuevo prototipo de lengua electrónica, técnica de análisis de última generación, cuyo concepto de análisis difiere de los hasta ahora conocidos dentro del estudio de muestras líquidas. Estos sistemas multisensor (redes de sensores), acoplados con un adecuado plantel de técnicas de análisis de datos multivariantes permiten obtener una información del medio difícilmente alcanzable mediante el uso de sensores individuales, selectivos: registran un tipo de información colectiva de la muestra, gracias a los perfiles de selectividad y sensibilidad cruzada que atesoran los sensores integrantes de la red frente a los múltiples componentes de una muestra. En particular, esta Tesis se ha dedicado al estudio discriminatorio del vino, muestra de gran interés en nuestro país, caracterizada por su gran complejidad química y su relación con las técnicas sensoriales humanas para su caracterización. He aquí uno de los pilares de esta Tesis, la comparación del análisis sensorial con el electrónico.

Autor: ORTIZ DE ZÁRATE DÍAZ DAVID.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: FACULTAT DE QUÍMICA.
Centro de realización: INSTITUT DE CIÈNCIA DELS MATERIALS DE LA UNIVERSITAT DE VALÈNCIA.

Resumen: EL ESFUERZO INVESTIGADOR DE LA PRESENTE TESIS SE HA CENTRADO EN LA RACIONALIZACION DE LOS PROCESOS QUÍMICOS QUE PERMITEN LA GENERALIZACION DEL MÉTODO DE LOS ATRANOS PARA LA SINTESIS DE MUY DIVERSOS NANOMATERIALES: SÓLIDOS MESOPOROSOS BIMODALES (M-UVM-7 Y HPNOs), MESOPOROSOS UNIMODALES (UVM-11), NANOPARTÍCULAS DENSAS Y POROSAS, TODO ELLO LOGRANDO UNA ELEVADA INCORPORACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES (METALES O GRUPOS ORGÁNICOS) EN LA MATRIZ INORGÁNICA SILÍCEA QUE COMPONE EL NANOMATERIAL. AL MISMO TIEMPO, SE HA LOGRADO LA PREPARACIÓN DE LAS PRIMERAS CAPAS DELGADAS DE ÓXIDOS MIXTOS DE METALES DE TRANSICIÓN MULTINANOCRISTALINAS DESCRITAS EN LA BIBLIOGRAFÍA.

Autor: MARQUES ARIAS MIRIAM.
Año: 2005.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: FACULTAD DE QUÍMICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICAS.

Resumen: Esta tesis contiene los resultados de una investigación teórica y computacional dirigida al entendimiento de propiedades, fenómenos y procesos que exhiben los sólidos cristalinos a condiciones variables de presión y temperatura. Se divide en dos partes. Las primera está dedicada a los formalismos teóricos y metodológicos. Se tratan los fundamentos cristalográficos y de estructura electrónica, algoritmos no empíricos de obtención de ecuaciones de estado y métodos teóricos de evaluación de constantes elásticas, de las vibraciones cristalinas y de exploración de la topología de la densidad electrónica. En la segunda parte se presentan las simulaciones mecánico-cuánticas llevadas a cabo en una colección de sistemas cristalinos que cubren todo el abanico de los tipos de enlace químico tradicional: iónico (haluros), polarizado (óxidos y seleniuros), covalente (nitruros), metálico (AI) y molecular (CO2). Se determinan fundamentalmente geometrías cristalinas, ecuaciones de estado y secuencias polimórficas inducidas por presión en estos sistemas y se adoptan criterios microscópicos de racionalización de los resultados utilizando los entornos locales de sus átomos constituyentes y la topología de la densidad electrónica. El estudio conduce al establecimiento de estrategias de cálculo rigurosas y a la elaboración de modelos interpretativos de carácter general. Destacamos, entre ellos, el modelo de aniones en matrices metálicas, la generación de ecuaciones de estado atómicas y poliédricas y el diseño basado en argumentos de simetría de propuestas de mecanismos de transiciones de gases.

Autor: CASTRO COUCEIRO ADA.
Año: 2005.
Universidad: A CORUÑA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En este trabajo se realizó la caracterización dieléctrica de diferentes compuestos con orden de carga. En la mayoría de los materiales estudiados se encontraron a temperatura ambiente constantes dieléctricas extraordinariamente elevadas que se mantenían durante un amplio rango de frecuencias. La realización de medidas de permitividad dieléctrica en muestras de estos materiales con diferentes tamaños de grano, empleando distintos tipos de contactos o con pastillas de diferente grosor variaba de forma notable los valores de sus parámetros dieléctricos. Este hecho sugería que factores extrínsecos a los materiales estaban jugando algún papel en las propiedades dieléctricas desarrolladas por los mismos. Todos los materiales fueron estudiados mediante la técnica de espectroscopía de impedancias, que puso de manifiesto que, efectivamente, la respuesta dieléctrica obtenida era en la mayor parte de los casos debiada a la interacción de diferentes elementos o regiones del material con distinta resistividad. De esta forma, la mayoria de los sistemas estudiados se comportarían de forma similar a los denominados condensadores multicapa, lo que sería en gran medida responsable de los enormes valores obtenidos para las constantes dieléctricas. Estos efectos extrínsecos que contribuyen de forma tan decisiva a las características dieléctricas de nuestros sistemas se manifiestan sobre todo a frecuencia bajas y temperaturas altas que dependen del tipo de material concreto. Por ello, en la mayoría de los casos fue imposible observar la respuesta intrínseca del material a la temperatura a la que tenía lugar el fenómeno de orden de carga. En cualquier caso las constantes dieléctricas obtenidas para estos compuestos son superiores a las esperadas para óxidos convencionales. Además, en muchos casos, los parámetros dieléctricos obtenidos hacen que estos materiales sean atractivos desde el punto de vista tecnológico.

Autor: MASO CARCASES NAHUM.
Año: 2005.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: ESC. SUP.DE TECN.A Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: ESC. SUP.DE TECN. Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: En la presente tesis se describe una vía de síntesis sol-gel alternativa en la obtención de compuestos en el sistema BaO-TiO2, a partir de acetato de bario e isopropóxido de titanio (IV), mediante la cual se obtienen geles homogéneos y transparentes a temperatura ambiente. Se ha estudiado las propiedades estructurales, microestructurales y eléctricas de muestras cerámicas policristalinas de BaTi2O5 y Ba6Ti17O40, así como de las disoluciones sólidas BaTi1-xFexO3- , 0 ? x ? 0.1, y BaTi1-5xNb4xO3, 0 ? x ? 0.015. El BaTi2O5 muestra un comportamiento ferroeléctrico y sus propiedades eléctricas dependen en gran medida de las condiciones de calcinación. El Ba6Ti17O40 es un excelente dieléctrico con una permitividad bastante elevada independiente de la temperatura. Las propiedades eléctricas de las muestras basadas en la disolución sólida BaTi1-xFexO3- son sensibles al tratamiento térmico, observándose una oxidación parcial de iones Fe3+ a Fe4+ a temperaturas inferiores a 700ºC. La pérdida de oxígeno durante el proceso de calcinación es el mecanismo más probable de los cambios observados en las propiedades eléctricas de las muestras basadas en la disolución sólida BaTi1-5xNb4xO3.

Autor: LEÓN REINA LAURA.
Año: 2005.
Universidad: MÁLAGA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química en energía eléctrica con una eficiencia teórica superior al 95% y mínima emisión de contaminantes. En las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), el cátodo y el ánodo están separados por un electrolito cerámico, que debe tener alta conductividad de ión óxido, buena compatibilidad química con los electrodos y baja expansión térmica. Uno de los candidatos más prometedores para reemplazar a la YSZ como electrolito en pilas SOFC, es el sistema tipo apatito, de fórmula general A10-x(MO4)6O2+ (siendo A un catión trivalente, por ejemplo La; y M un tetravalente, por ejemplo Si). Los oxoapatitos de lantano presentan altos valores de conductividad de ion óxido como consecuencia de la existencia de un mecanismo de conducción intersticial en lugar del típico mecanismo a través de vacantes presente en conductores de ion óxido con estructura fluorita o perovskita. Se han determinado las estructuras cristalinas de diversas series de oxoapatitos de lantano a temperatura ambiente y elevadas temperaturas utilizando el método de Rietveld con datos de difracción de neutrones, tanto de longiitud de onda constante como de tiempo de vuelo. Algunas de las composiciones estudiadas han sido: La9.33(SiO4)6O2, La9.33(Si0.5Ge0.5O4)6O2, La9.50(Si0.916Al0.083O4)O2, La9.50(Ge0.916Al0.083O4)6O2, La8Sr2(SiO4)6O2 y La8Sr2(GeO4)6O2, todas ellas estequiométricas en oxígeno. La presencia de Ge y/o Al da lugar a enlaces más flexibles que aumentan la cantidad de O intersticial y por tanto de vacantes de oxígeno en el eje C. También se han estudiado composiciones con exceso de oxígeno, como es el caso de La9.55(SiO4)6O3.32, La9.60(GeO4)6O2.4, y La9Sr1(Si5.5Al0.5O24)O2.25. Al tener contenidos en oxígeno superiores a 26, todas presentan aniones óxido en una posición diferente de la del O(4) ya que en este sitio cristalográfico no tiene cabida tal cantidad de oxígeno extra. Dicho ion óxido toma dos posiciones critalográficas distintas: 1,- Una cuando hay vacantes en el sitio del lantano y que es la misma en la que se coloca el O(5) en las muestras estequiométricas. 2,- Otras cuando el sitio del lantano está totalmente ocupado, posición que se aleja del O(3) para quedar más cercana al centro delos canales y por lo tanto del O(4). La caracterización eléctrica mediante espectroscopía de impedancias confirma que estos materiales poseen una conductividad comparable a la de YSZ (pero a menor temperatura) y una energía de activación más pequeña (en el rango 0.6-0.8 eV). La composición KLa9.50(Ge0.916Al0.083O4)6O2 presenta incluso conductividades superiores a la GDC a 600ºC y a la YSZ en todo el rango de temperaturas medio. Las medidas efectuadas mediante técnicas de corriente continua ("ion-blocking" y f.e.m.) demuestran que el valor de conductividad electrónica es despreciable en el rango de presiones parciales de oxígeno comprendido entre 0.21 a 10-21 atm, donde el número de transporte iónico es de 0.99. Por último los estudios preliminares mediante FCT (Fuel Cell Test) de la composición La9.33(SiO4)6O2 han proporcionado resultados alentadores para futuros estudios que posibiliten eluso de éste y otros oxoapatitos como electrolitos en pilas de combustible.

Autor: PALACIOS CLEMENTE PABLO.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.

Resumen: En esta tesis se presenta un estudio teórico por métodos mecano cuánticos de distintos tipos de materiales susceptibles de tener aplicación como materiales fotovoltaicos de alta eficiencia. La alta eficiencia de estos materiales vendría dada por la existencia de una banda electrónica extra, que denominaremos como banda intermedia, localizada dentro de la banda prohibida de un semiconductor convencional. Esta banda tiene que cumplir diversos requisitos para que de lugar a la alta eficiencia propuesta: ha de estar parcialmente llena, aislada dentro de la banda prohibida y mostrar cierta anchura: El trabajo de investigación realizado en esta tesis ha consistido en el estudio sistemático de aleaciones de tres grandes tipos de materiales semiconductores, de ancho de banda prohibida próxima a 2,1 eV: derivados de semiconductores III - V tipo GaP, derivados de calcopiritas tipo CuGaS2 y derivados de espinelas tipo Mgln2S4. Las aleaciones estudiadas para las que se investiga la formación de la banda intermedia características, se generan normalmente por sustitución parcial de átomos del grupo III (Galio para los dos primeros tipos de materiales, e Indico para la espinela), por metales de transición con electrones 3d, principalmente titanio así como otros metales de la misma serie V, Cr y Mn. Para la localización de los cálculos ab-initio, se ha utilizado la teoría del funcional de la densidad (DFT), con las aproximaciones tanto de densidad local (LDA), como de gradientes (GGA) con y sin incluir la polarización de spín. Se ha utilizado además correcciones a estas aproximaciones para mejorar los resultados obtenidos como son los métodos de intercambio exacto y de inclusión de un término de corrección tipo Hubbard.