Exfoliación mecánica relevante en la sintesis de materiales tipo polioxometalatos y GO

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.19136/jobs.a10n28.6324

Palabras clave:

Ácido fosfomolíbdico, Agitación magnética, Exfoliación mecánica, Óxido de grafeno, Ultrasonicado, Punta ultrasónica

Resumen

En este trabajo se reporta la obtención de materiales híbridos basados en POM (polioxometalatos) y GO (óxido de grafeno) preparados a partir de grafito expandido y exfoliado mecánicamente, con el propósito de acceder a su aplicación como electrodos en supercondensadores (SC). El procedimiento aquí reportado resultó en un proceso económico y con un tiempo corto de síntesis. Para la elaboración de los materiales se emplearon dos rutas sintéticas: usando a) punta ultrasónica y b) agitación magnética. El resto de las condiciones experimentales (solvente, tiempo de reacción, secado, etc.) se mantuvieron sin cambio. Se determinaron las propiedades fisicoquímicas y electroquímicas de los nanocompositos obtenidos usando DRX, Raman, Análisis elemental mediante EED-MEB y VC. Con base en los resultados se confirmó la obtención del material compuesto HPMo-GO esperado; los resultados también mostraron que la exfoliación mecánica, a la que fue sometido grafito expandido fue la clave para lograr una eficiencia de reacción similar tanto en la ruta magnética como en la ruta por punta ultrasónica.

Biografía del autor/a

  • Dra Claudia Espinosa, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, División Académica de Ciencias Básicas

    Es Licenciada en Química por la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) desde 1998. Se tituló con un trabajo de tesis en el que propuso el uso de ciclodextrinas para retirar clorofenoles del agua; la investigación la desarrolló en el Laboratorio de Síntesis Orgánica del Centro de Investigación y Estudios de Posgrado (CIEP) de la UASLP. En ese mismo año inició trabajando como analista en el Laboratorio de Análisis Especiales de la Planta Electrolítica de Zinc de la Industrial Minera México en San Luis Potosí. Se dedicó a determinar la calidad del agua en la planta electrolítica. En el año 2004 trabajó para la industria farmacéutica, en la Planta de Síntesis Orgánica de Fersinsa GB S. A. de C. V. como investigador de procesos; desarrolló a nivel planta piloto y producción, proyectos para la optimización en la obtención de productos de penicilina. En el 2005 obtuvo con mención honorífica, el grado de Maestro en Ciencia y Tecnología de Polímeros por la Universidad Autónoma de Coahuila, su proyecto de tesis lo desarrolló en el Laboratorio de Materiales Avanzados del Centro de Investigación de Química Aplicada (CIQA), preparó materiales a base de polímeros electroluminiscentes y dispositivos LED. Trabajó como especialista de microscopia electrónica en el museo Laberinto de las Ciencias y de las Artes en el 2012. Implementó exhibiciones de microscopia para la sala Hacia lo Imperceptible y dio capacitación científica a los guías del museo. En el 2013 obtuvo el grado de Doctor en Ciencias Aplicadas con la Opción en Nanociencia y Nanotecnología en el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT) cuyo tema de tesis abarcó la preparación de nanocompositos con base en nanotubos de carbono y polímeros, la preparación de nanolistones de carbono y nanotubos de carbono dopados con nitrógeno. Hizo posdoctorado en el 2014 y 2015 en el Centro de Investigación y Estudios de Posgrado (CIEP) de la Facultad de Ciencias Químicas de la UASLP en el laboratorio de Síntesis Orgánica. Trabajó en la preparación de compuestos orgánicos de tipo naftoquinonas implementando métodos de síntesis bajo la perspectiva de la Química Verde. También participó como profesor asistente en los cursos de Espectroscopia avanzada en la carrera de Licenciado en Química. Hizo otro posdoctorado en 2016 en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) en Mérida YUC., estudió los efectos de la humedad sobre materiales compuestos de resina epóxica y fibras de carbono modificadas con nanoestructuras de carbono. Actualmente está comisionada por el programa Investigadoras e Investigadores por México del CONAHCyT (antes Cátedras CONACyT) a desarrollar un proyecto de investigación en la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT) desde el 2016. Trabaja en el desarrollo de nanomateriales con aplicaciones energéticas. Junto con el grupo de estudiantes y profesores, ha desarrollado nanocatalizadores basados en óxidos mixtos y los ha aplicado en la transformación de celulosa proveniente de los deshechos de la planta de plátano Tabasco, a biocombustibles. Desarrolla también nanomateriales para el almacenamiento de energía basados en nanoestructuras grafénicas. Imparte cursos de Licenciatura en DACB y a nivel maestría y doctorado en el Centro de Investigación en Ciencia y Tecnología Aplicada de Tabasco (CICTAT) de la UJAT; ha dirigido y codirigido proyectos de investigación de Licenciatura y maestría de estudiantes de la UJAT y también de programas externos de la SEP, la Universidad Abierta y a Distancia de México (UnADM). También cuenta con un registro de patente nacional en el Instituto Mexicano de protección Intelectual IMPI, desde enero de 2022, de un invento titulado Detector Portátil de Gases Tóxicos en Entornos Confinados; y participa como co-inventora en el registro de patente MX/a/2022/000798. Su producción es el fruto de la fuerte colaboración con importantes laboratorios como Laboratorio Nacional de Materiales Grafénicos LNMG de Saltillo, Laboratorio Nacional de Investigaciones en Nanociencia y Nanotecnología LINAN  de San Luis potosí, y Laboratorio Nacional de Nano y Biomateriales LANNBIO de Mérida. Desde su etapa de estudiante, la Dra. Claudia ha realizado actividades de popularización de la ciencia colaborando con el grupo potosino de divulgación Zain A. C., impartiendo talleres y conferencias en escuelas secundarias de San Luis Potosí y en La Noche de las Estrellas. Posteriormente en Yucatán organizó y coordinó la transmisión de programas de radio por internet desde el CICY con el apoyo de locutores maya-hablantes de la radio indigenista XHNKA La Voz del Gran Pueblo, de Quintana Roo; con este grupo ha llevado temas científicos al Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología en Lenguas Indígenas, en Puebla y Yucatán. Más recientemente del 2016 al 2019 y desde la UJAT, ha participado en el Día Internacional de la Niña y la Mujer en la Ciencia, en foros internacionales y locales, como conferencista atendiendo temas científicos con perspectiva de género, a estudiantes mujeres principalmente. Además ha participado como Mentora en el programa Nacional de Mentorias STEAM en 2022, dando asesoría a mujeres jóvenes para la elección de su carrera profesional. La profesora ha realizado estancias de investigación en la Universidad de Manchester en el Reino Unido y participó en la Primera Escuela de Investigadores y en el Tiles of Knowledge en 2015. Realizó una estancia de investigación en el Georgia Institute of Technology USA donde preparó y caracterizó materiales compuestos poliméricos en el 2008. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores en el Nivel 1 desde el 2016 y miembro del Sistema Estatal de Investigadores del Estado de Tabasco desde el 2022. Su obra consta de 906 citas, hasta agosto del 2023.

  • Dr. Edgar Cuara, Laboratorio Nacional de Materiales Grafénicos del Centro de Investigación en Química Aplicada

    Contando con más de 20 años de experiencia trabajando en el desarrollo de tecnologías en materiales para sectores tales como el energético, industrial y salud. Edgar Cuara ha trabajado en el desarrollo y transferencia de nuevas tecnologías para el control, optimización, así como la reducción de costos en líneas de producción. Entre los trabajos más sobresalientes se encuentran: el diseño y construcción de equipos para la medición de nano partículas en fluidos viscosos, desarrollo de biosensores para la detección y control de glucosa, creatinina y ácido úrico, diseño y construcción de celdas de combustible, desarrollo de baterías químicas secundarias, así como de súper capacitores basados en grafeno, generación de recubrimientos anticorrosivos para la industria aero-espacial, así como la disminución de costos operativos de empresas mediante la metodología seis sigma.

  • Dr. Jesús Mercado, Laboratorio Nacional de Materiales Grafénicos del Centro de Investigación en Química Aplicada

    Originario de Saltillo, Coahuila, México. Egresado de la carrera de Ingeniería Química; por
    la Facultad de Ciencias Químicas (Universidad Autónoma de Coahuila).
    Mi experiencia laboral se basa en Investigación y Desarrollo en el Centro de Investigación
    en Química Aplicada dentro del Laboratorio Nacional de Materiales Grafenicos como
    Técnico Asociado desde 2014 a la fecha.
    He sido co-autor en artículos científicos publicados en revistas de prestigio, en patentes
    extranjeras solicitadas, solicitudes de patentes y patentes otorgadas. También participe en
    congresos nacionales e internacionales, así como director de tesis de licenciatura y de
    técnico superior universitario.
    Además he colaborado en proyectos de investigación y desarrollo de tecnología
    convenidos con instituciones de financiamiento a la investigación.

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Publicado

2024-08-30

Número

Vol. 10 Núm. 28 (2024): Journal of Basic Sciences

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Artículo científico

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Cómo citar

Fernández Sánchez, R., Espinosa González, C. G., Cuara Díaz, E., & Mercado Silva, J. A. (2024). Exfoliación mecánica relevante en la sintesis de materiales tipo polioxometalatos y GO. Journal of Basic Sciences, 10(28), 22-35. https://doi.org/10.19136/jobs.a10n28.6324