Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Propiedades estructurales y electrónicas de hidróxidos dobles laminares basados en níquel-hierro |
| Título alternativo: | Structural and electronic properties of layered double hydroxides based on Nickel-Iron |
| Autor: | Arena, María Soledad |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | CONICET - Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Centro Atómico Constituyentes
|
| Fecha de defensa: | 2025-04-22 |
| Fecha en portada: | 2025 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Físicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Física |
| Director: | Ferrari, Valeria Paola |
| Director Asistente: | Hunt, Diego |
| Jurado: | Camjayi, Alberto; Barral, María Andrea; Sánchez, Verónica Muriel |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000239_Arena |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nFIS000239_Arena.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nFIS000239_Arena |
| Ubicación: | Dep.FIS 000239 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Arena, María Soledad. (2025). Propiedades estructurales y electrónicas de hidróxidos dobles laminares basados en níquel-hierro. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000239_Arena |
Resumen:
En este trabajo se presenta un estudio teórico basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT, del inglés: Density Functional Theory) acerca de las propiedades estructurales y electrónicas de materiales laminares hidroxilados. El sistema estudiado, perteneciente a la familia de los hidróxidos dobles laminares (LDH, del inglés: Layered Double Hydroxides) corresponde a un tipo de LDH basado en níquel-hierro (LDH-NiFe). En estos sistemas coexisten un metal con estado de oxidación +2 (Ni+2) en un entorno octaédrico de grupos OH y un metal con estado de oxidación +3 (Fe+3) en el mismo entorno, los cuales conforman la estructura básica de las láminas. Se realizó un exhaustivo análisis estructural y una descripción detallada de las propiedades electrónicas de este sistema dentro del marco de DFT, contrastando los resultados obtenidos con mediciones experimentales. Además, debido a la naturaleza de los electrones d en este tipo de compuestos, fue necesario incorporar efectos de correlación electrónica utilizando la extensión de Hubbard (DFT+U). Con esta metodología se ha logrado reproducir satisfactoriamente las propiedades estructurales y electrónicas de este material. Adicionalmente, se estudió el efecto de la funcionalización química del LDH-NiFe mediante una molécula orgánica llamada Tris, unida covalentemente a la lámina del LDH-NiFe. Se evaluó el impacto de dicha funcionalización en las propiedades estructurales, contrastando nuestros resultados con los obtenidos a partir de medidas de Difracción de Rayos X y Espectroscopía Infrarroja. La funcionalización provocó un cambio en las propiedades electrónicas que se evidencia en una reducción del band gap respecto al LDH-NiFe sin funcionalizar. Finalmente, es importante señalar que, aunque los resultados de la presente Tesis son de naturaleza teórica, las mediciones experimentales realizadas por nuestro grupo colaborador del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universidad de Valencia en España, han permitido contrastar dichos resultados con los obtenidos mediante DFT+U, lo cual da sustento y validez a las conclusiones presentadas en esta Tesis.
Abstract:
This work presents a theoretical study based on Density Functional Theory (DFT) on the structural and electronic properties of hydroxylated layered materials. The system studied, belonging to the family of layered double hydroxides (LDH), corresponds to a type of LDH based on nickel-iron (LDH-NiFe). In these systems, the basic structure of the layers are formed by a metal with oxidation state +2 (Ni+2) which coexists with a metal with oxidation state +3 (Fe+3), each of these metals being in an octahedral environment of OH groups. A thorough structural analysis and a detailed description of the electronic properties of this system were performed within the framework of DFT, comparing the results obtained with experimental measurements. Furthermore, due to the nature of the d electrons in this kind of compounds, it was necessary to incorporate electron correlation effects using the Hubbard correction (DFT+U). With this methodology we have managed to successfully reproduce the structural and electronic properties of this material. Additionally, the effect of chemical functionalization of LDH-NiFe using an organic molecule called Tris, which is covalently bonded to the LDH-NiFe layer, was studied. The impact of this functionalization on the structural properties was evaluated by comparing our results with those obtained from X-ray diffraction and infrared spectroscopy measurements. We found that functionalizing this material caused a change in the electronic properties, evidenced by a reduction of the band gap compared to what happens with the non-functionalized LDH-NiFe. Finally, it is important to note that, although the results of this Thesis are theoretical in nature, the experimental measurements carried out by our collaborating group at the Institute of Molecular Science (ICMol) of the University of Valencia in Spain, have allowed us to contrast these results with those obtained using DFT+U, which provides support and validates the conclusions presented in this Thesis.
Citación:
---------- APA ----------
Arena, María Soledad. (2025). Propiedades estructurales y electrónicas de hidróxidos dobles laminares basados en níquel-hierro. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000239_Arena
---------- CHICAGO ----------
Arena, María Soledad. "Propiedades estructurales y electrónicas de hidróxidos dobles laminares basados en níquel-hierro". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000239_Arena
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