Examinando por Materia "Titanium dioxide"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Captura de CO_2 sobre la superficie 001 de TiO_2 con adiciones de clústeres de cobre Cu_N (N=1 ,2)
    (Universidad De Cordoba, 2023-11-15) García Argumedo, Karen Lorena; Alcala Varilla, Luis Arturo; Oviedo Cueter, Juan Manuel; Casiano Jimenez, Gladys Rocio
    Mediante simulaciones computacionales de primeros principios, en el marco de la teoría del fundamental de la (DFT), se estudió los efectos que generan las adiciones de clústeres de cobre (〖Cu〗_(1 )y 〖Cu〗_2) sobre las propiedades estructurales y electrónicas de la superficie 001 de dióxido de titanio (〖TiO〗_2) en su fase anatasa, también se investigó la adsorción de CO_2 sobre el sistema Cu_N/TiO2. Para lo anterior se tuvo en cuenta la aproximación de gradiente generalizado (GGA) en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), al igual que la corrección de Hubbard (DFT + U). En los resultados, se pudo observar la naturaleza semiconductora del dióxido de titanio 〖(TiO〗_2), asimismo se constató que al adicionar clústeres de cobre y al adsorberse dióxido de carbono da lugar a la aparición de estados intermedios en la banda prohibida de energía. Estos estados, se originan debido a la formación de polarones lo que provoca una reducción en la amplitud de la brecha de energía prohibida, lo que puede hacer que la superficie (001) de〖TiO〗_2 sea capaz de absorber luz visible. Como resultado, se espera que esto conduzca a mejoras en las propiedades fotocatalíticas en el proceso de reducción de CO_2.
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    Caracterización de propiedades estructurales y electrónicas de la superficie de dióxido de titanio con impureza de cerio.
    (2023-03-03) Pajaro Polo, Lorena; Alcalá Varilla, Luis Arturo
    En el presente trabajo de grado se determinaron las propiedades estructurales y electrónicas de superficie de dióxido de titanio (TiO2), con adición de impureza de cerio (Ce). Para ello, se realizaron simulaciones de primeros principios en el marco de la teoría de la funcional de la densidad (density functional theory, DFT) aplicando el método de pseudopotencial, implementado en el paquete computacional Quantum ESPRESSO. Para la interacción electrón–electrón se utilizó la aproximación de gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) en la parametrización de Perdew - Burke - Ernzerhof (PBE) y se tuvo en cuenta la corrección de hubbard (U) para los átomos de titanio. Inicialmente, se optimizaron los parámetros estructurales; en esta instancia se determinó la energía del estado base de la superficie limpia y de la superficie dopada. Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados, además se pude determinar que al introducir un átomo de cerio en la superficie del dióxido de titanio podría proporcionar mayor actividad fotocatálitica en la degradación de contaminantes, reducir la banda de energía, brindando mejor aprovechamiento del espectro visible.
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    Efectos de vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del Bulk de TiO2 en fase anatasa
    (2023-01-17) Díaz Díaz, Danna Camila; Alcalá Varilla, Luis Arturo
    Mediante simulaciones computacionales de primeros principios, en el marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT), se realizó un estudio de los efectos que tienen las vacancias de oxígeno sobre las propiedades estructurales y electrónicas del dióxido de titanio (TiO2) en fase anatasa. Para ello se usó la aproximación de gradiente generalizado en la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), al igual que la corrección de Hubbard (U). Entre los resultados encontrados se evidencio el carácter semiconductor del TiO2 a partir de cálculos de la densidad de estados y también se determinó que las vacancias de oxígeno producen estados intermedios en la banda prohibida de energía, observando que estos últimos están constituidos principalmente por orbitales d de átomos de titanio próximos a la vacancia.
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    Estudio comparativo de los efectos del funcional de correlación-intercambio sobre las propiedades estructurales y electrónicas del Rutilo
    (Universidad de Córdoba, 2020-01-31) Bolívar Marín, Yovanny; Alcalá Varilla, Luis ArturoPérez Sotelo, Dairo Enrique
    Se presenta un estudio comparativo, basado en la teoría de la densidad funcional, de la influencia que tienen las diferentes aproximaciones de la función de correlación de intercambio en las propiedades estructurales y electrónicas del dióxido de titanio en la fase rutilo. En este trabajo, el método de ondas planas y pseudopotenciales, tal como se implementa en el paquete Quantum Espresso se utilizó. Las aproximaciones a la correlación de intercambio funcional que se consideraron son la aproximación de densidad local, la aproximación de gradiente generalizada en forma de Perdew-Burke-Ernzerhof, Perdew-Burke-Ernzerhof for solids y Perdew-Wang 91. Para cada caso, los efectos debidos a la inclusión de spin (polarización de spin) y la corrección de Hubbard (U = 4.2 eV para Ti) también se estudiaron.
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    Obtención de parámetros característicos de molienda mecánica realizada en un molino planetario
    (2023-07-14) Mercado Orozco, Erwin Samuel; Sánchez Pacheco, Luis Carlos
    En el presente trabajo se realizó un estudio de las variables físicas (velocidad de las bolas, tiempo de impacto, aumento de la temperatura, presión máxima, entre otras variables importantes) durante un proceso de molienda realizado a una muestra de dióxido de titanio (TiO2) en su fase anatasa en un molino planetario Fritsch Pulverisette 5. Para ello se tuvo en cuenta la interpretación propuesta por diversos autores basados en la teoría de impacto de Hertz, donde se pudo estimar el valor de las variables de interés y constatar por medio de análisis de difracción de rayos X a la muestra, que se indujeron cambios estructurales importantes.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Propiedades estructurales, energéticas y electrónicas de nuevas monocapas hexagonales de TiO2: un estudio ab initio
    (Universidad de Córdoba, 2024-02-01) Arteaga Calderón, Mario Luis; Ortega López, Cesar; Casiano Jimenez, Gladys Rocio; Murillo García, Jean Fred; Espriella Vélez, Nicolas Antonio de la
    En el presente trabajo se realizó el estudio de las propiedades estructurales, termodinámicas y electrónicas del dióxido de titanio en fase hexagonal y trigonal prístinas en volumen y monocapa, utilizando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) en la aproximación de GGA-PBE junto a pseudopotenciales atómicos, una base de ondas planas y correcciones de dispersión D2 y D3 para dar cuenta de las interacciones de Van der Waals. Las monocapas se modelan utilizando el esquema de slab periódico. Una vez se optimizan los parámetros estructurales en cada fase, se determinan las propiedades estructurales, termodinámicas, electrónicas y magnéticas en cada fase en el volumen y monocapa. Los sistemas en volumen y monocapa muestran estabilidad energética y termodinámica por lo que su formación en el laboratorio teóricamente resulta posible. Se encontraron valores de energía de enlace intercapas de 18.384 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 y exfoliación de 18.500 meV/Å^2 y 12.519 meV/Å^2 para la fase hexagonal y trigonal, respectivamente. Las características electrónicas indican que el dióxido de titanio en fase hexagonal (H-TiO2) y trigonal (T-TiO2) es semiconductor de bandgap indirecto. En volumen, la fase hexagonal presenta un bandgap indirecto de 0.523 eV y la fase trigonal un bandgap indirecto de 2.487 eV. Las monocapas presentan un bandgap indirecto de 1.220 eV para la fase hexagonal y un bandgap indirecto de 2.660 eV para la fase trigonal, se observó que el bandgap de los sistemas variaba al disminuir la dimensionalidad.