CARBONO

Autor: GABRIEL BUGUÑA GEMMA.
Año: 2004.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: INSTITUT DE CIÈNCIA DE MATERIALS DE BARCELONA.
Centro de realización: ESCUELA DE POSTGRADO.

Resumen: Los nanotubos de carbono (SWNT) producidos por arco eléctrico son un material altamente impuro en contenido en metales y formas desordenadas de carbono. Se ha purificado este material con diferentes tratamientos sucesivos. En primer lugar tratamientos con ácido nítrico, con los cuales se han conseguido disminuir el contenido metálico hasta un 3,4% en peso. Se realizaron posteriores tratamiento de oxidación térmicos, los cuales permitieron eliminar las formas desordenadas de carbono, obteniendo cocientes de áreas del modo tangencial de los nanotubos respecto del carbono de 21,4. También se intentaron realizar recocidos sin éxito. Con el objetivo de solubilizar estos materiales se ensayaron diferentes vías de funcionalización con aminas aromáticas y alifácticas, siendo algunas de ellas perfluoradas. Dependiendo dela basicidad de estas minas, análisis de XPS permitieron determinar que: los SWNTs funcionalizados con octadecilamina tenían esta amina enlazada covalentemente vía un enlace amidas. Los SWNTs funcionarizados con aminas perfluoradas tienen las aminas adsorbidas en su superficie debido a su baja basicidad. Y los manotubos funcionarizados con 2-aminoantraceno tienen parte de la maina quimiadsorbida y parte fisiadsorbida. La funcionalización de los nanotubos se ha revelado como un buen método para solubilizar o dispersar estos materiales en diferentes tipos de disolventes.

Autor: LECUMBERRI MUNÁRRIZ AINARA.
Año: 2004.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA APLICADA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA APLICADA.

Resumen: En la presente Tesis Doctoral se describe el empleo de alfa-hidroxicetonas derivadas del alcanfor en reacciones de alquilación y de Diels-Alder asimétricas. Así, se lleva a cabo por vez primera de manera asimétrica la conversión de acetileno en compuestos carbonilicos alfa-sustituidos con elevada pureza enentiomérica.La alfa-hidroximitilcetona derivada del alcanfor es preparada de manera sencilla utilizando acetileno.La introducción secuencial de dos grupos alquilo y posterior escisión oxidante de los compuestos obtenidos conduce a ácidos carboxílicos enantioméricamente puros recuperándose a la vez la fuente de información quiral R-(+)-alcanfor.Igualmente el tratamiento de los produrctos de alquilación derivados del alcanfor cn borano o con reactivos organolíticos y posterior escisión oxidante de los productos dio lugar a aldehídos y cetonas respectivamente con excesos ensntioméricos superiores al 96%. La utilidad de estos sustratos derivados del alcanfor en la reacción de alquilación due demostrada en la síntesis del ácido R-2 propiloctanoico, agente terapéutico de la enfermedad de Alzheimer y de su enantiómero. Por otro lado, fueron preparadas alfa-hidroxienonas derivadas del alcanfor para su empleo en reacciones de Diels-Alder asimétricas utilizando como organocatalizadores ácidos de Brosted tales como ácido trifluoroacético y ácido trifluorometanosulfónico que activaron el filodieno mediante la formación de puentes de hidrógeno.Las reacciones de Diels-Alder utilizando tanto dienos cíclicos como acíclicos Cabe señalar que alfa-hidroxienonas beta-sustituidas ocn grupos alquilo o arilo también fueron efectivas en la reacción de Diels-Alder.Los aductos obtenidos fueron transformados en ácidos carboxílicos y cetonas ópticamente puros recuperándose la fuente de información quiral.

Autor: BERENGUER MURCIA ÁNGEL.
Año: 2004.
Universidad: ALICANTE.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE ALICANTE.

Resumen: Esta Tesis Doctoral analiza la preparación y estudio de membranas de zeolita del tipo MFI (silicalita-1)sobre materiales carbonosos, así como el estudio sobre la nueva posibilidad de preparar reactores de membrana combinando las técnicas de depósito electroforético y el depósito por salto de potencial. Algunos de los materiales preparados en este estudio se han caracterizado empleando un sistema de permeación basado en una célula Wicke-Kallenbach. En esta Tesis también se recoge un estudio exhaustivo y detallado acerca de la caracterización y preparación del material nanoestructurado MCM-41 para profundizar en su compresión. Finalmente , se han preparado nanopartículas bimetálicas empleando el método por reducción con disolvente para obtener coloides de partículas bimetálicas de tamaño nanométrico (2 mm) con una distribución de tamaños de partícula muy estrecha. Estas nanopartículas han demostrado ser muy activas y selectivas en distintas reacciones de un gran interés en química industrial y medioambiental.

Autor: RIBAS ARIÑO JORDI.
Año: 2005.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FACULTAD DE QUÍMICA - UNIVERSIDAD DE BARCELONA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FÍSICA, FACULTAD DE QUÍMICA, UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: Los proyectos de investigación llevados a cabo en el transcurso de esta Tesis Doctoral tratan del estudio a nivel teórico/computacional de los mecanismos de interacción magnética en varios sistemas orgánicos e inorgánicos. A continuación se enumeran las conclusiones más importantes de esta Tesis, clasificadas según los sistemas que se han estudiado. MECANISMOS DE INTERACCIÓN MAGNÉTICA EN POLÍMEROS DE FULERENO C60 A,- El mecanismo más plausible capaz de justificar la presencia de momentos magnéticos en la fase ferromagnética del polímero de C60 es el que asocia la generación de dichos momentos con la ruptura de uno de los dos enlaces C-C que mantienen unidos los fulerenos entre sí. B,- LA ruptura de uno de estos enlaces C-C implica la generación de un triplete (T2), de manera que cada uno de los dos fulerenos unidos por dicho enlace C-C se convierte en una especie radicalaria. C,- La ruptura de los enlaces C-C tiene lugar después de someter al polímero de C60 a elevadas presiones y temperaturas. D,- Los distintos tripletes T2 que se generan en el sólido después del tratamiento de elevadas presiones y temperaturas están magnéticamente acoplados entre sí, puesto que se ha demostrado que los fulerenos C60 pueden actuar como excelentes acopladores ferromagnéticos. En consecuencia, el mecanismos basado en la ruptura de enlaces C-C también es capaz de justificar que el polímero C60 se comporte como un imán en base molecular. E,- Se ha demostrado que los mecanismos basados en la generación de vacantes y en la generación de vacantes y en la generación de estructuras abiertas de moléculas de C60 para justificar la presencia de momentos magnéticos en la fase ferromagnética del polímero de C60, no son válidos porque contradicen varios hechos experimentales. ESTRUCTURA ELECTRÓNICA E INTERACCIÓN MAGNÉTICA EN METALOPORFIRINAS A,- El análisis de las correlaciones magneto-estructurales de la familia de imanes de base molecular [MnTPP][TCNE] muestra que la constante de acoplamiento magnético entre [TCNE]- y [Mn(por)]+ es antiferromagnética para todas las orientaciones relativas posibles entre una molécula y la otra. B,- A medida que el ángulo entre los planos de [Mn(por)]+ y de [TCNE]- disminuye, la constante de acoplamiento magnético se vuelve más antiferromagnética. El valor máximo de dicha constante está asociado con un ángulo entre planos de 30º. C,- La variación de J en función de la orientación relativa entre [TCNE]- y [Mn(por)]+ es muy compleja puesto que existe más de una vía de interacción magnética entre las dos especies; en particular, se ha podido comprobar que el SOMO del [TCNE]- puede interaccionar con los orbitales dyz, dza y dz2 de la molécular [Mn(por)]+. D,- El modelo de Kahn no es capaz de reproducir completamente las tendencias de los valores de J calculados con el funcional B3LYP, lo que pone de manifiesto que los métodos basados en primero principios son los que deberían ser utilizados preferentemente para predecir las tendencias de los valores de J. E,- El estado electrónico fundamental del complejo oxiheno es un singulete multireferente (1A') en el que la configuración de Pauli (Fe2+ -Os) y la configuración de Weiss (Fe3+ - Os) presentan un peso similar. F,- Los estados excitados del complejo oxihemo se hallan extremadamente cerca en energía del estado fundamental. En concreto, en un rango de 7,5 Kcal/mol se han hallado cuatro estados excitados, algunos de ellos de transferencia de carga. La presencia de estos estados excitados justifica los datos magnéticos y espectroscopios del sistema oxihemo (dependencia con la temperatura de la susceptibilidad magnética y del desdoblamiento cuadropolar en los espectros Mössbauer) y es esencial para entender el mecanismo de unión reversible del oxígeno al grupo hemo. G,- El análisis de las curvas de potencial de varios estados electrónicos del complejo oxihemo revela que los factores clave que determinan que el proceso de unión-disociación del oxígeno al grupo hemo sea totalmente reversible son: la existencia de un ímino de van der Waals previo a la formación del enlace entre el hierro y el oxígeno; el carácter disociativo a cortas distancias de los estados en que disocia el comp 8 lejo oxi 81a hemo (estados que provienen del acoplamiento entre 5Fe2+ y 3O2) y la ligera estabilización del mínimo del estado 1A' frente a la energía de los productos de disociación. INTERACCIÓN MAGNÉTICA EN COMPUESTOS POLINUCLEARES DE cUII A,- El sistema [Cu4(aspartato)2(bby)4(H2O)3] proporciona un ejemplo de la imposibilidad de asinar qué vías de interacción magnética son ferromagnéticas y cuáles son antiferromagnéticas basándose sólo en los datos de susceptibilidad magnética. Se ha demostrado que los cálculos teóricos constituyen una herramienta útil para establecer sin ambigüedades la topología magnética de sistemas en casos como éste. B,- Los ligandos puente derivados del m-fenileno pueden llegar a ser excelentes acopladores ferromagnéticos en sistemas del Tipo CuII-ligando puente-CuII. C,- Existe una correlación entre la carga negativa acumulada en el anillo bencénico del m-fenileno y la constante de acoplamiento magnético entre CuII: a mayor carga negavia en el anillo bencénico, mayor es la constante de acoplamiento ferromagnética entre CuII. D,- Dicha correlación, establecida mediante cálculos DFT, ha permitido sintetizar un nuevo compuesto dinuclear de CuII con interacción ferromagnética, y predecir cómo se tienen que diseñar nuevos ligandos para aumentar la constante de acoplamiento magnético hasta un valor de 325 cm-1.

Autor: ORTIZ JIMENEZ GREGORIO FRANCISCO MARIO.
Año: 2005.
Universidad: CÓRDOBA.
Centro de lectura: CAMPUS DE RABANALES.
Centro de realización: CAMPUS DE RABANALES.

Resumen: El objetivo general de este trabajo es la obtención y estudio de nuevos materiales anódicos para su uso en baterías de litio y sodio. Con este fin se han seleccionado diversas muestras de carácter carbonoso, que van desde materiales grafiticos hasta materiales con mayor desorden, este es el caso de los coques turbostráticos y carbones duros no grafitizables. Asimismo, se han estudiado distintas morfologías, tales como nanofibras y partículas microesféricas. También se estudiaron diversos óxidos metálicos, entre los que se encuentran óxidos de hierro, de cobalto y de estaño. El trabajo se ha realizado en los siguientes campos: 1,- Preparación y modificación de materiales carbonosos. 2,- Caracterización físico-química, textural, estructural y de las propiedades electroquímicas. 3,- Estudio de los mecanismos de las reacciones y evaluación las modificaciones originadas en el electrodo tras la intercalación del metal alcalino. Se demostró la utilidad de dispersar óxidos metálicos en una matriz de fase de carbono. Los tratamientos térmicos y/o hidrotermales de nanofibras de carbono permiten mejorar la retención de la capacidad Para las baterías de ión-sodio, se obtuvieron capacidades reversibles del orden de 300 mAhg-1 usando microesferas de carbono obtenidas a partir de resorcionol y formaldehído. En el caso de las baterías de ión-litio, la capacidad reversible alcanzada fue del orden de 400 mAhg-1.

Autor: ALMAZÁN ALMAZÁN MARÍA DEL CARMEN.
Año: 2005.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Una gran parte de los residuos urbanos está constituida por materiales plásticos, de los cuales, el más utilizado es el politereflato de etileno, PET. En la actualidad sólo una pequeña proporción se destina a una segunda utilización; el resto o bien se elimina mediante combustión indiscriminada o bien es abandonado en vertederos. La obtención de carbones activados con buenas características texturales a partir de estos materiales de desecho presenta un doble interés. Por una parte, se obtendrían materiales de alto valor añadido a partir de materiales cuyo coste es nulo y en segundo lugar, supondría una muy interesante vía de reciclaje. En esta Tesis Doctoral se ha preparado y caracterizado numerosos carbones activados a partir de PET, de forma directa y tras ser sometido a diversos tratamientos previos al proceso de carbonización y activación. Asimismo, se ha estudiado su aplicación como absorbentes de contaminantes atmosféricos cuya eliminación es prioritaria, como son benceno, tricloroetileno y 1,2-dicloroetano.

Autor: ARCEO REBOLLO ELENA.
Año: 2005.
Universidad: PÚBLICA DE NAVARRA.
Centro de lectura: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA APLICADA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA APLICADA.

Resumen: En esta Tesis Doctoral se ha estudiado la utilización de alfa' -hidroxienonas como nuevos sustratos en reacciones de cicloadición asimétricas, concretamente en la reacción de Diels-Alder y en la reacción 1,3-dipolar con nitronas. En la reacción 1,3-dipolar con nitronas se han utilizado alfa'-hidroxienonas quirales derivadas del ( R )-alcanfor en combinación con cantidades catalíticas de Cu(TfO)2, o bien alfa'-hidroxienonas aquirales con un catalizador quiral bisoxazolina-Cu(II). En ambos procesos las condiciones de reacción han sido optimizadas de modo que se obtienen las correspondientes isoxazolidinas con buenos rendimientos y alcanzando elevadas regio y estereoselectividades. Estos resultados son relevantes puesto que es la primera vez que se emplea este tipo de sustratos en la reacción 1,3-dipolar y los niveles de selectividad alcanzados representan los mejores resultados obtenidos hasta la fecha con sistemas alquenoil no sustituidos en posición beta. Asimismo, se han empleado por primera vez alfa'-hidroxienonas aquirales como dienófilos en la reacción de Diels-Alder. Utilizando alfa'-hidroxienonas no sustituidas en posición beta y como catalizador un complejo bisoxazolina-Cu(II), se han conseguido excelentes valores de enantioselectividad, incluso en la reacción con dienos poco reactivos. Con alfa'-hidroxienonas menos reactivas, sustituidas en posición beta por grupos alquilo o arilo, la reacción con ciclopentadieno conduce a elevados niveles de selectividad endo/exo y de enantioselectividad. Estos resultados han permitido demostrar la eficacia de la coordinación 1,4 de las alfa'- hidroxienonas y por tanto su efectividad como sustratos quelantes bidentados, pudiendo así ser consideradas como nuevas plantillas en reacciones de cicloadición asimétricas. Por otra parte, a partir de los cicloaductos obtenidos, se accede de manera sencilla a ácidos, cetonas y aldehídos de elevada pureza óptica, recuperando la fuente de información quiral (versión diastereoselectiva), u obteniendo acetona como único subproducto de la reacción (versión enantioselectiva).

Autor: ALVAREZ GARCIA SONIA.
Año: 2006.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: E.T.S. DE INGENIEROS DE MINAS DE OVIEDO.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS DE OVIEDO.

Resumen: EN EL PRESENTE TRABAJO SE PLANTEA LA PREPARACION Y CARACTERIZACION DE MATERIALES DE CARBONO MESOPOROSOS CON ESPECIAL ATENCION A SU UTILIZACION COMO ELECTRODOS EN CONDENSADORES ELECTROQUÍMICOS. EN LA PRIMERA PARTE DE ESTE TRABAJO SE ESTUDIO L APREPARACION DE DIVERSOS MATERIALES DE CARBONO MESOPOROSO A PARTIR DE LA TECNICA DE NANOMOLDEO. PARA ELLO SE HAN EMPLEADO MATERIALES DE SILICE MESOESTRUCTURADA COMO NANOMOLDE. LAS CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS MATERIALES DE SILICE HAN SIDO CONTROLADAS A PARTIR DEL EMPLEO DE DIVERSOS SURFACTANTES Y DE LA MODIFICACION DE LOS APRAMETROS DE SINTESIS (CONCENTRACION DE REACTIVOS Y CATALIZADORES, GRADO DE AGITACION, pH, TIEMPOS Y TEMPERATURAS DE REACCION). DE ESTE MODO SE HAN LOGRADO SINTETIZAR MATERIALES DE CARBONO CON DIFERENTES MORFOLOGIAS (AGLOMERADOS SUBMICROMETRICOS, ESFERAS MICROMETRICAS Y MONOLITOS DE 2-3 CM DE DIAMETRO), TAMAO DE PORO (2-10 NM) Y VARIOS TIPOS DE POROSIDAD (UNIMODAL, BIMODAL Y TEXTURAL). EN LA SEGUNDA PARTE DE ESTE TRABAJO SE LLEVO A CABO UN ESTUDIO SOBRE LA INFLUENCIA QUE LAS CARACTERISTICAS TEXTURALES Y QUIMICAS QUE LOS MATERIALES DE CARBONO MESOPOROSO SINTETIZADOS TIENEN SOBRE SU EMPLEO COMO ELECTRODOS EN CONDENSADORES ELECTROQUIMICOS. CON FINES COMPARATIVOS SE ANALIZARON TAMBIEN DIVERSOS CARBONES ACTIVOS COMERCIALES. DICHO ESTUDIO INCLUYO LA REALIZACION DE CICLOS GALVANOSTATICOS DE CARGA Y DESCARGA Y DE CICLOS VOLTAMPEROMETRICOS, Y SE LLEVO A CABO EN PRESENCIA DE DIVERSOS ELECTROLITOS. SE DEMOSTRO LA INFLUENCIA QUE LA SUEPRFICIE ESPECIFICA Y LA CONCENTRACION DE LOS GRUPOS OXIGENADOS SUPERFICIALES DE LOS MATERIALES DE CARBONO TIENEN EN SUS PROPIEDADES CAPACITIVAS. SE OBSERVO ASIMISMO QUE UN TAMAO DE PORO EN TORNO A 2 NM ES LO SUFICIENTEMENTE GRANDE COMO PARA PERMITIR UN BUEN ACCESO DE LOS IONES DE LOS ELECTROLITOS A TODA LA SUPERFICIE CARBONOSA.