Source: https://www.cicata.ipn.mx/oferta-educativa/maestria-pta/recursos-e-infraestructura/tecnologia-de-hidrogeno-y-nanotecnologia.html
Timestamp: 2020-07-06 09:02:48+00:00

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Descripción Adsorción de Gases a Baja Presión Adsorción de Gases de Alta Presión Adsorción de Gases de Presión Moderada Alta Presión Analizador Elemental Crosmatógrafo de Gases Cromatografía de Gases Acoplada a Espectrometría de Masas Espectrofotómetro FTIR y NIR Sonda Multipropósito para Mediciones Eléctricas Sonda para Estudios de Movilidad Iónica Espectroscopia UV/vis/NIR Difractómetro de Rayos X en Policristales Termobalanza de Alta Resolución Modulada Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
Los proyectos de investigación que ejecuta el Laboratorio están orientados al desarrollo de materiales para Tecnologías de Energías Renovables, en particular procesos relativos a Fotosíntesis Artificial, e incluyen: producción de hidrógeno a partir de agua y radiación solar, y a través de reformado de hidrocarburos y alcoholes; almacenamiento de hidrógeno en materiales nanoporosos y en forma de hidruros químicos; captura de dióxido de carbono; reducción de del dióxido de carbono usando hidrógeno, o de directamente a partir de agua y radiación solar, para obtener alcoholes e hidrocarburos ligeros como vectores energéticos; conductores rápidos de protones potencialmente útiles para su empleo en celdas de combustibles; materiales apropiados para la separación de gases por las tecnologías de vaivén de presión y membranas; entre otros. En el Laboratorio se obtención los materiales a estudiar por métodos de química suave, en particular: precipitación en fase acuosa, reacciones solvotermales, y métodos coloidales; luego se procede a su caracterización en términos de: resolución y refinamiento de su estructura a nivel atómico a partir de datos de difracción de rayos X, propiedades térmicas en el rango 77 – 1000 K a partir de datos de TG y y DSC, propiedades eléctricas utilizando mediciones en AC (movilidad de protones, movilidad de iones) y DC (ancho de banda prohibida, efecto termoeléctrico); y finalmente su evaluación de acuerdo a sus potenciales aplicaciones en almacenamiento de gases, procesos de separación de mezclas de gases; como catalizadores, entre otras propiedades funcionales. Sin excepción, en todos los materiales que se estudian se aprovechan las ventajas que presentan las nanoestructuras y por consiguiente el Laboratorio de inserta también en el área de las Nanotecnologías.
Dr. Gerardo Cabañas Moreno
yongho@prodigy.net.mx
Dra. Adela Lemus Santana
adelale@gmail.com
Extensión: 67798
jairan71@hotmail.com
Dra. Guadalupe Valverde Aguilar
valverdeag@gmail.com
Dr. Carlos Aguirre Vélez
Extensión: 67728
c_aguirre_velez@hotmail.com
Extensión del laboratorio: 67797 ​​​​
Adsorción de Gases a Baja Presión
Marca/Modelo ASAP-2020 de Micromertics Aplicaciones Adsorción de gases y vapores en sólidos porosos Determinación de área BET y volumen de poros en sólidos porosos y polvos Determinación de calores de adsorción los rangos 20 – 300 K y 10-6 to 760 Torr Diffusion studies in porous solids Descripción El ASAP 2020 de Micromeritics está acoplado a un refrigerador de He a circuito cerrado que permite trabajar en el rango de temperatura 20 a 300 K. Este sistema de enfriamiento posibilita registrar dos isotermas a cualesquiera dos temperaturas cercanas y usarlas para calcular calores de adsorción de acuerdo a la ecuación de Clasius-Clapeyron​.
Adsorción de Gases a Alta Presión
Marca/Modelo BELHP (from Bel Co., Japan) Aplicaciones Adsorción de gases y ​vapores en sólidos porosos a altas presiones Obtención del área BET y el volumen de poro en sólidos porosos a altas presiones Medir el calor de adsorción entre 50 y 300 K y presiones entre 10-1 y 98800 Torr (130 bar) Estudios de difusión en sólidos porosos Descripción Equipo BELHP de BEL Co. (Japan) acoplado a un refrigerador de He a circuito cerrado con capacidad de variar la temperatura entre 50 y 300 K. Este equipo es particularmente útil para estudios relativos a almacenamiento de H2 y CH4 a altas presiones en materiales porosos y también para la captura y almacenamiento de CO2 en este tipo de sólidos. El uso del refrigerador de circuito cerrado posibilita determinar calores de adsorción. ​
Adsorción de Gases de Presión Moderada a Alta Presión
​Marca/Modelo ASAP-2050 de Micromertics Aplicaciones Adsorción de gases y vapores en sólidos porosos a altas presiones Obtención del área BET y el volumen de poro en sólidos porosos a altas presiones Medir el calor de adsorción entre 75 y 300 K y presiones entre 10-1 y 7600 Torr (10 bar) Estudios de difusión en sólidos porosos Description El equipo ASAP 2050 de Micromeritics es apropiado para estudios de adsorción de gases y vapores hasta 10 atm (10 bar). Este es particularmente útil para estudiar el almacenamiento de H2 y CH4 en materiales porosos y la captura de CO2 en este tipo de sólidos. ​
Modelo/Marca PerkinElmer 2400 Series II CHNS/O Elemental Analyzer Aplicaciones Es ideal para la rápida determinación de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y oxígeno contenido en materiales orgánicos y de otros tipos. Determina por ciento en peso de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre u oxígeno en una variedad de tipos de muestras. Descripción Es uno de los principales analizadores elementales orgánicos en el mercado hoy en día. Basado en el método clásico de Pregl-Dumas, la muestra se quema en un ambiente de oxígeno puro y los gases resultantes de la combustión se miden de una manera automatizada. El diseño ha sido probado en campo en miles de laboratorios de todo el mundo. El Controlador de alta velocidad del microprocesador, sus componentes de estado sólido y los diagnósticos incorporados proporcionan confianza en el rendimiento y fiabilidad. El PerkinElmer 2400 Series II CHNS/O Analizador Elemental, es un instrumento probado en la determinación rápida de la carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno o azufre contenido en materiales orgánicos y de otros tipos. Tiene la capacidad de manejar una amplia variedad de tipos de muestras en el campo de los productos farmacéuticos, polímeros, productos químicos, ambientales y de energía, incluyendo sólidos, líquidos, volátiles y muestras viscosas. Recopila y almacena datos, realiza cálculos avanzados y/o volver a calcularlos, ejecuta consultas, genera estadísticas y crea informes. Opera en 3 modos: CHN, CHNS y oxígeno.​
Modelo/Marca Cromatógrafo de Gases HP 6890 Agilent Aplicaciones Se estima que el 10-20% de los compuestos conocidos pueden ser analizados por GC. Para ser adecuado para el análisis de GC, un compuesto debe tener suficiente volatilidad y estabilidad térmica. Particularmente el equipo es utilizado para analizar gases y separación de mezclas de gases en materiales porosos sintetizados en el laboratorio. ​ Descripción La cromatografía es la separación de una mezcla de compuestos (solutos) en componentes separados. Al separar la muestra en componentes individuales, es más fácil de identificar (cualitativo) y medir la cantidad (cuantitativo) de los diversos componentes de la muestra. Existen numerosas técnicas cromatográficas y los instrumentos correspondientes. La cromatografía de gases (GC) es una de estas técnicas. La serie HP 6890 GC cuenta con control electrónico neumático de todas las presiones y flujos de gas. Sensores para compensar automáticamente los cambios de temperatura ambiente y las diferencias de presión barométrica para lograr resultados más exactos y reproducibles. Al proporcionar resultados estables, EPC reduce la frecuencia de recalibración y mejora la productividad del laboratorio. Cuenta con; Software ChemStation, detector de ionización de flama (FID) y detector de conductividad térmica (TCD), inyector dual Split/ splitless. Esta adaptado para trabajar con columnas capilares y empacadas.​
Espectrofotómetro FTIR y NIR
Marca / Modelo Perkin Elmer/ Frontier L128-0044 Aplicaciones Determinación de espectros de absorción en la región IR y NIR en una diversidad de sustancias como sólidos, líquidos, polvos, geles, material orgánico e inorgánico, etc. Identificación de contaminantes de producto. Confirmación de la calidad en los materiales. Identificación rápida y determinación de la calidad de materias primas, productos intermediarios y productos formulados. Análisis de empaques y de recubrimientos de empaques. Caracterización de materiales sintetizados, de semiconductores y de nuevos materiales. Descripción La Técnica de Espectroscopía en el IR y el cercano IR (NIR) ser utilizado para estudiar e identificar compuestos químicos. Se usa ampliamente en la química orgánica como inorgánica, en la academia y en industria. Se usa en control de calidad, mediciones dinámicas y monitoreando aplicaciones tales como mediciones de largo plazo de concentraciones de CO2 en invernaderos y cámaras de crecimiento. También se usa en análisis forenses en casos civiles y criminales, por ejemplo al identificar la degradación de polímeros. Con la técnica de ATR (attenuated total reflectance spectroscopy) las muestras se presionan contra la cara de un cristal. La radiación pasa a través del cristal y sólo interactúa con la muestra en la interfase entre los dos materiales. La Espectroscopía IR también es útil en la medición del grado de polimerización en la manufactura de polímeros. ​
Sonda Multipropósito para Mediciones Eléctricas
Modelo Desarrollada en el Laboratorio Aplicaciones Es un equipo diseñado para trabajar entre 77 y 600 K y consiste de cinco módulos: SSEP (Polarización eléctrica en estado sólido). Espectroscopia de impedancia. Poder termo-eléctrico. ITC (Corrientes termicamente inducidas). Van der Pauw (Cuatro puntos). Descripción PEES (Polarización Eléctrica en Estado Sólido). Se determinan los números de transporte eléctrico en los procesos de conducción en sólidos lo cual en conjunto con mediciones de poder termoeléctrico (ver debajo) da una información completa acerca de la calidad y cantidad de portadores eléctricos en el proceso de conducción. Espectroscopia de Impedancias. Medición en Corriente Alterna en un amplio rango de frecuencias (32MHz hasta 0.01Hz) y temperaturas (-195 oC hasta 50 oC). Se miden las conductividades de los portadores de carga en función de la temperatura y se calculan las energías de activación de los procesos de conducción. En espectrometría eléctrica se estudian las variaciones de la constante dieléctrica de los medios y obtener información relevante acerca de las componentes electrónicas e iónicas en conductores mixtos, entre otras aplicaciones. SEEBECK (Poder Termoeléctrico). A temperaturas de -195oC en un polo y hasta temperatura ambiente en el otro polo. Se determina el tipo de portadores en materiales con carácter semiconductor, así como los calores asociados a los procesos de conducción eléctrica en materiales de interés. TC (Corrientes Térmicamente Estimuladas). Determinación de población y tipo de dipolos a temperaturas desde nitrógeno líquido hasta 50oC. Van Der Pauw. Se realizan las mediciones de la conductividad electrónica para materiales en un amplio rango de temperaturas (desde -195oC hasta 50oC). Se calculan las energías de activación de los procesos de conducción eléctrica. ​
Sonda para Estudios de Movilidad Iónica
​Marca/Modelo Desarrollada en el Laboratorio Aplicaciones Este equipo se diseñó y construyó para estudiar la movilidad de iones en sólidos bajo diferentes gases y vapores, a diferentes temperaturas y presiones moderadas. Ha resultado particularmente útil para estudiar la movilidad de protones en sólidos a diferentes humedades relativas. La sonda está acoplada a un analizador de impedancia y puede igualmente acoplarse a cualquier otro equipo. Descripción Este equipo está disponible para estudiar la movilidad de protones y en general de iones en sólidos, bajo diferentes gases y vapores, a temperaturas variables. La sonda está acoplada a un control de temperatura Eurotherm de última generación (Nanodac) que permite, además de controlar la temperatura, programar la adquisición de datos correspondientes a los parámetros de interés en sus restantes canales. ​
Marca / Modelo Perkin Elmer/ Lambda 950 Aplicaciones Las áreas de aplicación van desde la caracterización superficial de sólidos hasta el análisis fotométrico de muestras turbias, coloidales, transparentes y traslúcidas. Los usos típicos abarcan desde pruebas de aseguramiento dela calidad hasta mediciones de desarrollo de producto de textiles, colorantes, papel y vidrio. Descripción La espectroscopia ultravioleta-visible o espectrofotometría ultravioleta-visible se refiere a la espectroscopía de absorción o espectroscopía de reflectancia en la región espectral del UV-vis. Esto significa que usa luz de la región visible y las adyacentes (cercano UV y cercano IR). La absorción o reflectancia en el visible, afecta directamente el color percibido de las especies químicas involucradas. En esta región del espectro electromagnético las moléculas llevan a cabo transiciones electrónicas. La espectroscopia ultravioleta-visible se usa rutinariamente en química analítica para la determinación cuantitativa de diferentes analitos, tales como iones de metales de transición, compuestos orgánicos altamente conjugados y macromoléculas biológicas. Los análisis espectroscópicos normalmente se llevan a cabo en solución, pero también pueden estudiarse sólidos usando la esfera de integración. Esta técnica se usa comúnmente para aplicaciones de recubrimientos reflejantes y anti-reflejantes; corrección de color de recubrimientos, y para caracterizar filtros UV, Vis y NIR.​
Marca/Modelo D-8 Advance from Bruker Aplicaciones Análisis cualitativo y cuantitativo de fases Resolución y refinamiento de estructuras cristalinas utilizando recocido simulado y algoritmos de Rietveld, respectivamente. Estudio de transiciones estructurales en el rango de temperaturas 80 – 1000 K Estudios estructurales bajo condiciones de alta resolución; el patrón de rayos X se registra sólo con Ka1 Descripción El Laboratorio está configurado con un difractómetro D8 Advance de Bruker, una cámara de temperaturas para trabajar en el rango 80 – 1000 K, y utiliza un monocromador primario tipo Johanson para registrar el patrón de difracción utilizando solo Ka1 u otra longitud de onda, a voluntad.​
Termobalanza de Alta Resolución Modulada
​Marca / Modelo T A Instruments Q 5000 IR Aplicaciones El analizador temogravimétrico se usa para determinar la composición de muestras a través de medir el peso de cada uno de los componentes a medida que se volatiliza o descompone bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo y atmósfera. El TGA permite la detección de niveles bajos de impurezas, estudios cinéticos análisis de gases de escape y opera a altas velocidades de calentamiento. Otras aplicaciones son: Análisis de compuestos volátiles, cuantificación de contenido de relleno (compositos poliméricos), contenido de humedad, efecto de aditivos, entre otras. Descripción La técnica de análisis termogravimétrico de alta resolución (TGA-HR) es una herramienta imprescindible para la caracterización de materiales. El equipo usado para la determinación de pérdida de peso en función del temperatura (Q5000 IR) tiene un horno infrarrojo, el cual ofrece velocidades de calentamiento lineales (0.1 to 500 ̊C/min) y balísticas (>2000 ̊C/min) desde temperatura ambiente hasta 1200ºC. El diseño favorece una respuesta dinámica rápida y un excelente desempeño y flexibilidad en experimentos estándar y avanzados. La superioridad en resolución de la técnica de Alta Resolución (Hi-Res) es especialmente útil al definir los puntos iniciales y finales de los segmentos de pérdida de peso individuales ; así como para indicar eventos sutiles que ayuden a determinar una “huella digital” de la muestra bajo las condiciones de análisis​.

References: Resolución 
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