http://hdl.handle.net/10498/6654 Fri, 06 Nov 2026 01:16:33 GMT 2026-11-06T01:16:33Z http://hdl.handle.net/10498/39643 Hacia catalizadores monoatómicos de Pdsíntesis, caracterización avanzada mediante IA y mejora del comportamiento catalítico para la oxidación de CO Aniceto Ocaña, Paula En la presente Tesis Doctoral se ha abordado la síntesis, caracterización y evaluación catalítica de catalizadores atómicamente dispersos (Single-Atom Catalysts, SACs) basados en paladio soportado sobre óxido de magnesio (Pd/MgO), así como de sistemas ternarios Pd-CeOx/MgO. El objetivo principal ha sido estudiar la influencia de la localización del paladio en la estructura del óxido de magnesio y de la interacción metal-soporte en su comportamiento catalítico en la reacción de oxidación de CO. Se ha empleado una metodología de síntesis basada en la impregnación semi-húmeda de los precursores sobre el soporte, lo que ha permitido obtener catalizadores altamente dispersos sin recurrir a equipamiento sofisticado. La caracterización estructural a escala nanoscópica se ha llevado a cabo mediante técnicas avanzadas de Microscopía Electrónica de Barrido-Transmisión (STEM), combinadas con análisis asistido por algoritmos de Deep Learning y cálculos teóricos DFT, lo que ha permitido establecer con significación estadística la localización de los átomos de paladio. En la segunda parte del trabajo, se ha investigado el efecto promotor del cerio en los catalizadores Pd-CeOx/MgO, variando tanto el método de síntesis (en una o dos fases) como la carga de Ce (entre 0.25 y 5 %p/p). A partir de conocimientos previos disponibles en la bibliografía sobre la correlación entre estructura y actividad catalítica, se ha observado que la interacción Pd-Ce desempeña un papel clave en la eficiencia de los catalizadores. En este sentido, se ha desarrollado una metodología de análisis cuantitativo a partir de mapas EDS, con el objetivo de determinar el porcentaje de contacto Pd-Ce en los catalizadores. Con dicha metodología se ha confirmado la existencia de una relación directa entre el número de contactos efectivos, así como del estado de oxidación del cerio, y la actividad observada. Los resultados obtenidos en este trabajo contribuyen al entendimiento fundamental de los factores estructurales que gobiernan la actividad de los catalizadores atómicamente dispersos, abriendo nuevas vías para el diseño de materiales más eficientes y sostenibles en la Catálisis Heterogénea. Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10498/39643 2025-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10498/37187 Desarrollo de materiales de base polimérica sostenibles orientado al diseño de productos en fabricación aditiva de gran formato Burgos Pintos, Pedro La creación de nuevos productos está en constante evolución, impulsada por la búsqueda de procesos de fabricación más sostenibles. Para lograr esta mayor sostenibilidad existen numerosas estrategias, que debidamente combinadas y optimizadas, permiten alcanzar este objetivo. Dentro de estas estrategias se encuentran el desarrollo y uso de materiales más sostenibles, empleando residuos de origen natural, materiales reciclados, o materiales biobasados y compostables. Así se logra el ahorro de materias primas poliméricas. Otras estrategias son la fabricación por demanda, sin acumulación de stocks innecesarios, así como la disminución del material desperdiciado en el proceso. Todos estos factores se pueden lograr empleando diferentes tecnologías de Fabricación Aditiva (FA), gracias a su versatilidad. A través de estas tecnologías se pueden lograr geometrías complejas reduciendo costes de utillajes adicionales y desperdicios de materiales, así como una fabricación a medida sin que esto implique un aumento en el coste del producto final, para pequeños lotes de producción. Estas tecnologías se están integrando en todo tipo de sectores industriales, dentro del ámbito de la Industria 4.0. La Fabricación Aditiva de Gran Formato (LFAM), realizada a través de tecnologías de Extrusión de Material, se está haciendo presente en numerosos sectores industriales como la automoción, el aeronáutico, el naval y el del hábitat. Con este tipo de tecnologías se pueden fabricar piezas de volúmenes superiores al metro cúbico, reduciendo costes de utillajes adicionales y con tiempos de fabricación inferiores a otras técnicas. Todo ello con la capacidad de lograr fabricar piezas de alta complejidad geométrica. Además, permite emplear todo tipo de materiales, en función de los requisitos que la pieza necesite. En este contexto, un objetivo de esta tesis doctoral es el estudio del uso de materiales que habitualmente se usan en procesos de fabricación como inyección y extrusión (PET), para aprovechar sus excelentes propiedades mecánicas en piezas fabricadas en LFAM, gracias a su naturaleza semicristalina. En esta tesis también se estudia el desarrollo de materiales de carácter sostenible que incorporan agro-residuos (corcho y hueso de aceituna), con el fin de reducir el uso de materiales plásticos derivados del petróleo (PETG y ASA) y para valorizar residuos en forma de nuevos productos. Además, para poder ofrecer aplicaciones concretas y demostradores de estos materiales en productos concretos, se desarrolla una metodología para el diseño de productos en LFAM. Para ello se emplean softwares de modelado paramétrico, que permiten obtener geometrías complejas, fácilmente variables, que aprovechen la versatilidad de la FA. De esta manera se optimizará el proceso de fabricación para lograr productos funcionales con la menor cantidad de defectos propios de este tipo de fabricación y personalizados en función de su aplicación y estética. De esta forma se han desarrollado materiales compuestos empleando matrices poliméricas derivadas del petróleo y agro residuos del corcho y del hueso de aceituna procesables en LFAM, cuyas propiedades mecánicas les permiten ser empleados en sectores como el hábitat. Además, se ha demostrado la posibilidad de usar el material PET en LFAM, ampliando el rango de materiales aptos para su uso en FA, con excelentes propiedades mecánicas y térmicas. Wed, 09 Apr 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10498/37187 2025-04-09T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10498/37159 Modified ldh-supported au catalystssynthesis, characterization and catalytic performances in furfural liquid phase oxidation and hydrogenation Dib, Nihel This thesis focuses on the valorization of furfural, a biomass-derived compound, via oxidation and hydrogenation reactions. Thus, for the mentioned transformations in the previous sentence, gold-modified LDH-based catalysts were prepared: MgAlZr-LDH for oxidation and NiAlZr- LDH for hydrogenation. Besides these studies, a photooxidation study of glucose was also performed over the Au/NiAlZr catalyst, where light activation resulted in the improvement of catalytic performance. Characterization by IR, XRD, BET, SAA, SEM, TEM, and UV-visible techniques is performed in this work. It allows a correlation between their structure and catalytic performance, which provides insight into their mechanisms in the studied reactions. Thu, 10 Apr 2025 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10498/37159 2025-04-10T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10498/36198 Transmission electron microscopy analysis of novel iii-v nanostructures with sb and bi for optoelectronic applications Flores Gallegos, Sara In the constant quest to improve the efficiency and functionality of optoelectronic telecommunication devices and high-efficiency solar cells, the development of new nanostructured materials has emerged as a research area of paramount importance for technological innovation towards a more sustainable and energy-efficient future. III-V dilute antimony and dilute bismuth semiconductor materials have been proposed for the fabrication of such devices due to their excellent properties such as tuneable bandgap, high electron mobility and low exciton binding energy. In particular, GaAsSb superlattices and the incorporation of Bi into InAs quantum dots are proposed as promising nanostructures for the development of advanced photonic and optoelectronic devices. With respect to antimonides, the third chapter explores the feasibility of improving the interface quality of GaAsSb/GaAsN type II superlattices, which are promising for multi-junction solar cells, by implementing different growth strategies. In such superlattices, the challenge lies in the segregation of Sb during growth, which alters the expected compositional profiles. Therefore, growth interruption strategies with soaking and desorption steps are applied to improve these profiles and the quality of the interlayers. Sb soaking and As4 desorption were shown to affect Sb segregation and surface roughness, with a greater effect on the thinner layers. Using advanced electron microscopy techniques and the three-layer kinetic fluid model, the exponential decay of the segregation energy was observed to influence the curvature of the Sb profiles. Continuing this study, the fourth chapter investigates the effect of growth strategies involving soaking and desorption steps separately and together on GaAsSb ultrathin films. Here, by inserting AlAs markers into the structure, state-of-the-art transmission electron microscopy techniques were used to accurately monitor Sb incorporation/segregation. Sb soaking proved to be a crucial process, as it significantly promoted the incorporation of Sb into the films and significantly increased the composition gradient compared to samples without soaking. On the other hand, desorption also had a significant effect on the Sb distribution. Although this process only increased the composition gradient at the upper interface, removing a fixed amount of Sb and erasing thinner layers in the process, its contribution to improving the interface quality should not be underestimated. Desorption reduced surface roughness and allowed for a more uniform distribution of Sb in the film. However, the true potential was revealed by combining the two methods. This integrated approach resulted in GaAsSb films with steeper interfaces and no delay in the onset of incorporation, indicating a significant improvement in interface quality and Sb distribution compared to samples using only one of the methods. Finally, segregation simulations show that the segregation energy changes during film growth, being initially higher but stabilising around the same value for all cases. Sb-soaked samples reach segregation steady-state at 5 ML from the origin, much earlier than unsoaked samples (10-15 ML). The desorption effect causes a large perturbation of the segregation steady state, which is much larger in the sample with only the desorption step than when combined with soaking. Regarding bismuthides, chapters 5 and 6 present two ways of introducing Bi into the InAs/GaAs QDs system. Firstly, by addition during the growth of the QDs and secondly as a GaAsBi capping layer after growth. According to the results obtained in chapter 5, at high temperatures (510 °C) Bi acts mainly as a surfactant, controlling the diffusion of In during the growth process. This led to the formation of coherent and defect-free QDs with an inverted cone-shaped In distribution. At low temperatures, however, Bi played a more active role, promoting a change in the growth mode from two-dimensional to three-dimensional. In this regime, the QDs grew exponentially in size with Bi supply. In addition, it was observed that larger QDs tended to relax plastically, forming misfit dislocations. The most interesting finding was the detection of Bi incorporation in the larger QDs in the form of clusters. Secondly, the study in chapter 6 investigated the effect of GaAsBi as strain reduction layer on the thermal stability of InAs QDs. This was done using two different processes, the first using different Bi fluxes in the growth of the GaAsBi layer, and the second using growth interruption strategies in the capping process. From the first study, we conclude that low temperature GaAs capping reduces QD decomposition and results in larger pyramidal dots, but also increases dislocation density. By adding Bi to the capping layer, a significant reduction in dislocation density is observed, but unexpected structural changes also occur. By increasing the Bi flux, an earlier incorporation of Bi occurs, but not an increase in Bi content (the maximum Bi content in all layers is 2.4 %), but an increase in layer thickness. Furthermore, an additional InGaAs layer is formed on top of the GaAsBi layer due to the segregation of In by decomposition of the QDs. Finally, regions of high segregation were detected in the most Bi rich samples, where we observed regions of horizontal Bi-free nanowires within the epilayers. In the second study, we applied a growth interruption time after QD growth of 120 s, which is divided into dwell time, cooling time, and rise time to the final capping temperature of 370 °C. Three different time-temperature routes (TTRs) were investigated by varying the weight of each of these times. Two of the TTRs revealed defective regions of bismuth-free nanotracks in the GaAsBi layer, associated with the formation of bismuth-rich droplets moving laterally towards the surface. In addition, in the TTRs with the longest quench time, new icosahedral nanoparticles appeared embedded at the first interface. After a detailed characterisation, it was found that these nanoparticles are composed of three different phases, including rhombohedral Bi, pure Ga and a new In4Bi phase, which has not been described experimentally so far. This work presents a new technique for the incorporation of plasmonic nanoparticle arrays made of non-noble metals into the interfaces of buried semiconductor layers, which offers a greater degree of flexibility in the design of devices. Fri, 13 Dec 2024 00:00:00 GMT http://hdl.handle.net/10498/36198 2024-12-13T00:00:00Z