https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/5045 2026-04-20T11:26:45Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9690 Desarrollo de materiales multifuncionales con actividad adsorbente, fotocatalítica y electrocatalítica para el tratamiento de contaminantes emergentes y aplicaciones sustentables Aguilar Maruri, Saul Alejandro Este trabajo aborda el desarrollo de materiales multifuncionales con propiedades adsorbentes, fotocatalíticas y electrocatalíticas para la remediación ambiental y aplicaciones energéticas sustentables, priorizando el uso de materiales de bajo costo y derivados de biomasa. Se sintetizaron xerogeles de resorcinol–formaldehído con una alta capacidad de adsorción de metformina (hasta 325 mg g⁻¹), gobernada por interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno, con marcada dependencia del pH y la temperatura. Estos materiales mostraron buena selectividad y estabilidad tras varios ciclos de reutilización. Asimismo, residuos agroindustriales fueron valorizados como soportes fotocatalíticos eficientes. Los carbones derivados de bagazo de agave dopados con óxido de cerio alcanzaron más del 99.5% de degradación de azul de metileno bajo irradiación UV, manteniendo su eficiencia en ciclos sucesivos. De manera similar, hidrocarbones obtenidos de residuos de café y dopados con BiOCl, BiOCl/CeO₂ y BiOCl/Fe₂O₃ exhibieron eficiencias fotocatalíticas de hasta 100% en la degradación de colorantes, mediante mecanismos dependientes del dopante que involucran especies reactivas de oxígeno y reacciones foto-Fenton. Finalmente, la funcionalización solvotérmica alcalina de nanotubos de carbono de paredes múltiples, seguida del dopaje con Pt–Pd, mejoró notablemente su desempeño electrocatalítico para la reacción de evolución de hidrógeno, logrando bajos sobrepotenciales, cinéticas favorables y alta estabilidad. En conjunto, los resultados demuestran que el diseño racional de materiales y la valorización de biomasa permiten desarrollar soluciones eficientes, reutilizables y sustentables para el tratamiento de contaminantes emergentes y la generación de energía limpia.; This work presents the development of multifunctional materials with adsorptive, photocatalytic, and electrocatalytic activity for environmental remediation and sustainable energy applications, emphasizing the valorization of low-cost and biomass-derived resources. Resorcinol–formaldehyde xerogels were synthesized and evaluated as adsorbents for metformin, a persistent pharmaceutical contaminant. The xerogels exhibited a high adsorption capacity of up to 325 mg g⁻¹, governed primarily by electrostatic interactions and hydrogen bonding, with strong dependence on pH and temperature. Competitive adsorption and reuse studies demonstrated good selectivity and stability over multiple cycles. In parallel, agroindustrial wastes were transformed into efficient photocatalytic supports. Cerium oxide–doped carbons derived from agave bagasse achieved over 99.5% degradation of methylene blue under UV irradiation, maintaining high performance during reuse cycles. Similarly, hydrochars synthesized from coffee grounds and doped with BiOCl, BiOCl/CeO₂, and BiOCl/Fe₂O₃ showed excellent photocatalytic activity toward indigo blue degradation, with efficiencies up to 100%, driven by dopant-dependent mechanisms involving reactive oxygen species, photo-Fenton reactions, and enhanced charge separation. Finally, alkaline solvothermal functionalization of multi-walled carbon nanotubes, followed by Pt–Pd decoration, significantly improved their electrocatalytic performance for the hydrogen evolution reaction, achieving a low overpotential (−0.20 V at 10 mA cm⁻²), favorable kinetics, and long-term stability. Overall, this study demonstrates that rational material design combined with biomass revalorization enables high-performance, reusable multifunctional materials for contaminant removal and clean energy generation. 2026-01-23T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9618 Funcionalización y conjugación de arcillas como plataformas potenciales para nanovacunas Liñan González, Alejandra Elizabeth Los hidróxidos dobles laminares (HDL) son nanoarcillas sintéticas que se han utilizado como adyuvantes y transportadores de antígenos en nanovacunas desarrolladas mediante bioconjugación pasiva. Sin embargo, la bioconjugación activa para unir antígenos covalentemente y generar nanovacunas de subunidades permanece inexplorada. En este proyecto, se investigó la síntesis, funcionalización y conjugación activa de HDL para producir nanovacunas de subunidades con péptidos del SARS-CoV-2. La síntesis de HDL de Mg-Al mediante coprecipitación y tratamiento hidrotérmico produjo partículas monodispersas con un tamaño promedio de 100 nm. Su funcionalización con (3-aminopropil)trietoxisilano (APTES) fue mejor que con otros organosilanos (3-glicidoxipropil trimetoxisilano (GPS) y (3-cloropropil) trimetoxisilano (CPS)). Se utilizó glutaraldehído (GTA) como ligador para unir lisina, una biomolécula modelo, y así establecer las mejores condiciones para la aminación reductora. Finalmente, dos péptidos, P20 y P30 (epítopos de la proteína espícula del SARS-CoV-2), se unieron a la superficie de HDL para producir dos vacunas candidatas de subunidades, alcanzando concentraciones peptídicas de 125 y 270 μg/mL, respectivamente. Las partículas se caracterizaron mediante DLS, TEM DRX, TGA, DSC y FTIR. Los estudios de citotoxicidad revelaron que el conjugado con P20 no fue tóxico hasta concentraciones de 250 μg/mL, mientras que los estudios de inmunogenicidad mostraron que dicho conjugado indujo títulos de IgG similares a los alcanzados con hidróxido de aluminio como adyuvante; Layered double hydroxides (LDHs) are synthetic nanoclays that have been used as adjuvants and antigen carriers in nanovaccines developed through passive bioconjugation. However, active bioconjugation to covalently bind antigens and generate subunit nanovaccines remains unexplored. In this project, the synthesis, functionalization, and active conjugation of LDHs were investigated to produce subunit nanovaccines with SARS-CoV-2 peptides. LDHs based on Mg-Al were synthesized via co-precipitation and hydrothermal treatment, yielding monodisperse particles with an average size of 100 nm. Functionalization with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) outperformed other organosilanes such as (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPS) and (3-chloropropyl)trimethoxysilane (CPS). Glutaraldehyde (GTA) was used as a linker to attach lysine, a model biomolecule, to establish optimal conditions for reductive amination. Finally, two peptides, P20 and P30 (epitopes from the SARS-CoV-2 spike protein), were covalently bound to the LDH surface to produce two subunit vaccine candidates, reaching peptide concentrations of 125 and 270 μg/mL, respectively. The particles were characterized by DLS, TEM, XRD, TGA, DSC, and FTIR. Cytotoxicity studies revealed that the P20 conjugate was non-toxic up to 250 μg/mL, while immunogenicity studies showed that it induced IgG titers comparable to those obtained using aluminum hydroxide as an adjuvant. 2025-11-01T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9459 Aplicación de la Dinámica de Partículas Disipativas (DPD) en la selección de solventes para procesos de separación de hidrocarburos Cruz Valdez, Jesús Alonso El eje principal de esta tesis fue el desarrollo de una metodología de simulación basada en la Dinámica de Partículas Disipativas (DPD); la cual, permitió la estimación de tensiones interfaciales líquido-líquido (IFT). Siendo útil en la selección de solventes para su aplicación en procesos híbridos de extracción líquido-líquido-destilación extractiva (LLE-ED) y destilación extractiva (ED), en la separación de mezclas azeotrópicas de hidrocarburos. Primeramente, se realizaron las simulaciones DPD de los sistemas binarios solvente-ciclohexano/n-hexano/benceno, utilizando solventes orgánicos y estudiando el efecto de la temperatura en la IFT. Los solventes que favorecieron a una baja IFT con el benceno, y elevada IFT con el ciclohexano y el n-hexano, fueron seleccionados como solventes potenciales. De acuerdo con los resultados, el etilenglicol y el sulfolano son solventes aplicables en los procesos de ED y LLE-ED para la purificación de las mezclas ciclohexano/benceno y n-hexano/benceno, respectivamente. Sin embargo, a pesar de que el sulfolano fue previamente seleccionado, se propuso el uso del carbonato de propileno como solvente, debido a su baja toxicidad y propiedades fisicoquímicas similares al sulfolano. Posteriormente, se simularon los procesos de ED y LLE-ED utilizando un algoritmo de optimización iterativo, con el objetivo de minimizar el consumo energético, económico y de emisiones de CO2; mientras, se obtienen purezas de ciclohexano y benceno ≥ 99.91 mol%, y concentraciones de n-hexano ≥ 99.99 mol%. La implementación de esta técnica de selección de solventes favoreció al diseño de procesos de ED más económicos y menos contaminantes, en comparación con procesos reportados en la literatura.; The main focus of this thesis was the develop of a simulation methodology based on Dissipative Particle Dynamics (DPD), which allowed for the estimation of liquid-liquid interfacial tensions (IFT). This methodology is useful in the selection of solvents for application in hybrid liquid-liquid extraction-extractive distillation (LLE-ED) and extractive distillation (ED) processes, in the separation of azeotropic hydrocarbon mixtures. Firstly, DPD simulations of solvent-cyclohexane/n-hexane/benzene binary systems were performed using organic solvents and studying the effect of temperature on the IFT. Solvents that favored low IFT with benzene and high IFT with cyclohexane and n-hexane were selected as potential solvents. According to the results, ethylene glycol and sulfolane are suitable solvents for ED and LLE-ED processes for the purification of cyclohexane/benzene and n-hexane/benzene mixtures, respectively. However, although sulfolane was previously selected, propylene carbonate was proposed as solvent due to its low toxicity and physicochemical properties similar to sulfolane. Subsequently, the ED and LLE-ED processes were simulated using an iterative optimization algorithm, with the objective of minimizing energy consumption, cost, and CO2 emissions; meanwhile, cyclohexane and benzene purities ≥ 99.91 mol%, and n-hexane concentrations ≥ 99.99 mol% were obtained. The implementation of this solvent selection technique favored the design of more economical and less polluting ED processes, compared to processes reported in the literature. 2025-08-06T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/8750 Hidrólisis de biomasas lignocelulósicas ricas en pectina: optimización de condiciones de despolimerización Rivera Cedillo, Eva Estela En este trabajo fueron evaluados ácido D-galacturónico, ácido D-poligalacturónico, pectinas con diferentes grados de esterificación (DE) y cáscara de naranja (OPW) en reacciones de hidrólisis ácida. La deshidratación del D-GalA a mayor concentración de catalizador (H2SO4) mostró mayor formación de furfural (16 mM). El D-pGalA mostró una despolimerización total, al igual que las diferentes pectinas evaluadas. Los productos de deshidratación observados a partir de D-GalA puro y del monómero del D-pGalA mostraron los mismos perfiles de concentración. La formación de furfural a partir de pectina depende de su composición y DE. Mayor concentración de D-GalA (bajo DE) favorece la formación de furfural. Se evaluó la producción de furfural a partir de OPW en tres condiciones diferentes, una empleando la biomasa completa y otras dos con biomasas sin pectina. En la mejor propuesta se obtuvieron 90 g de pectina y 15 g de furfural por kilogramo de OPW deshidratada. Se propuso el proceso de biorefinación de OPW proponiendo como productos aceite esencial y pectina, además de furfural. Se desarrolló un modelo cinético que describe la deshidratación de D-GalA dando como resultado un modelo de primer orden.; In this work, D-galacturonic acid, D-polygalacturonic acid, pectins with different degrees of esterification (DE) and orange peel biomass (OPW) were evaluated in acid hydrolysis reactions. The dehydration of D-GalA at a higher catalyst concentration (H2SO4) showed greater formation of furfural (16 mM). D-pGalA was fully depolymerized, as well as the different pectins evaluated. The concentration profile of dehydration products is the same whether the starting material is D-GalA or the monomer from D-pGalA. The formation of furfural from pectin depends on its composition and DE. A higher concentration of D-GalA (low DE) favors the formation of furfural. The production of furfural from OPW was evaluated under three different conditions, one using the complete biomass and two more with biomass without pectin. In the best proposal, 90 g of pectin and 15 g of furfural were obtained per kilogram of OPW. A biorefinery process from OPW was proposed, having as products the essential oil and pectin, in addition to furfural. This revealed a kinetic model that describes the dehydration of D-GalA and thus resulted in a first order model. 2024-08-01T00:00:00Z