Síntesis verde de nanopartículas de óxidos de hierro a partir de extracto de residuos agroindustriales y caracterización de sus propiedades estructurales y anticorrosivas

Avendaño Vargas, Alvaro José

Síntesis verde de nanopartículas de óxidos de hierro a partir de extracto de residuos agroindustriales y caracterización de sus propiedades estructurales y anticorrosivas

dc.contributor.advisor	Morales Morales, Jimmy Alexander (Director)
dc.contributor.author	Avendaño Vargas, Alvaro José
dc.creator.degree	Trabajo de Grado para optar al título de Químico
dc.date.accessioned	2025-06-03T18:54:40Z
dc.date.available	2025-06-03T18:54:40Z
dc.date.issued	2024
dc.description	En esta tesis se presenta la síntesis verde como un método sostenible y respetuoso con el medio ambiente para la obtención de nanopartículas de ferrita de níquel-cobre (Ni(1-x)CuxFe2O4) (x=0, 0.5, 1), utilizando extracto de pulpa de café, principal residuo agroindustrial del procesamiento del café (Coffea arabica), como agente reductor y estabilizador. La síntesis empleó dos métodos de secado: en plancha (método 1) y en horno microondas (método 2), comparándolos para determinar el método óptimo. El objetivo principal fue caracterizar las propiedades estructurales de las nanopartículas mediante espectroscopia IR, análisis termogravimétrico y difracción de rayos X. Las propiedades estructurales de las nanopartículas se estudiaron mediante difracción de rayos X (XRD), evidenciando la formación de sistemas cristalinos tetragonal y cúbico, con tamaños de cristalito entre 25 nm y 114 nm. Los espectros FT-IR mostraron bandas de absorción características de las uniones metal-oxígeno en posiciones tetraédricas para el enlace Fe-O y octaédricas para los enlaces Cu-O y Ni-O, confirmando la ausencia de biomoléculas del extracto de pulpa de café y demostrando la calidad de la síntesis. Los análisis TGA revelaron que las muestras secadas en plancha de calentamiento presentaron mayores pérdidas de masa comparadas con las secadas en horno microondas, sugiriendo que el método de secado más lento produce una estructura más porosa y con más defectos, reteniendo más humedad o solventes. Todas las muestras exhibieron un único pico exotérmico en DSC, con un máximo entre 460°C y 490°C según la ferrita, indicando una transición de fase o reordenamiento estructural. En conclusión, los resultados demuestran la viabilidad de este método verde, subrayando su potencial aplicación en diversas áreas industriales y ambientales. La síntesis verde garantiza nanopartículas con propiedades estructurales y morfológicas adecuadas, destacando su relevancia en el desarrollo de materiales sostenibles.
dc.description.abstract	This thesis presents green synthesis as a sustainable and environmentally friendly method for obtaining nickelcopper ferrite nanoparticles (Ni(1-x)CuxFe2O4) (x=0, 0.5, 1), using coffee pulp extract, the main agro-industrial waste from coffee processing (Coffea arabica), as a reducing and stabilizing agent. The synthesis employed two drying methods: on a hot plate (method 1) and in a microwave oven (method 2), comparing them to determine the optimal method. The main objective was to characterize the structural properties of the nanoparticles using IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, and X-ray diffraction. The structural properties of the nanoparticles were studied using X-ray diffraction (XRD), showing the formation of tetragonal and cubic crystal systems, with crystallite sizes ranging from 25 nm to 114 nm. FT-IR spectra showed characteristic absorption bands of metal-oxygen bonds in tetrahedral positions for Fe-O bonds and octahedral positions for Cu-O and Ni-O bonds, confirming the absence of biomolecules from the coffee pulp extract and demonstrating the quality of the synthesis. TGA analyses revealed that the samples dried on a hot plate showed more significant mass losses compared to those dried in a microwave oven, suggesting that the slower drying method produces a more porous structure with more defects, retaining more moisture or solvents. All samples exhibited a single exothermic peak in DSC, with a maximum between 460°C and 490°C depending on the ferrite, indicating a phase transition or structural reordering. In conclusion, the results demonstrate the viability of this green method, highlighting its potential application in various industrial and environmental areas. Green synthesis ensures nanoparticles with adequate structural and morphological properties, emphasizing its relevance in the development of sustainable materials.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	37 páginas
dc.identifier.citation	Avendaño Vargas, A. J. (2024). Síntesis verde de nanopartículas de óxidos de hierro a partir de extracto de residuos agroindustriales y caracterización de sus propiedades estructurales y anticorrosivas. Universidad Santiago de Cali.
dc.identifier.uri	https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/6936
dc.language.iso	es
dc.publisher	Universidad Santiago de Cali
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias Básicas
dc.publisher.program	Química
dc.pubplace.city	Cali
dc.pubplace.state	Valle del Cauca
dc.rights.acceso	Acceso Privado
dc.rights.cc	Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.source.institution	Universidad Santiago de Cali
dc.source.repository	Repositorio Institucional USC
dc.subject	Síntesis verde
dc.subject	Nanopartículas
dc.subject	Ferrita de níquel-cobre
dc.subject	Coffea arábica
dc.subject	Caracterización estructural
dc.subject.keyword	Green synthesis
dc.subject.keyword	Nanoparticles
dc.subject.keyword	Nickel-copper ferrite
dc.subject.keyword	Coffea arabica
dc.subject.keyword	Structural characterization
dc.title	Síntesis verde de nanopartículas de óxidos de hierro a partir de extracto de residuos agroindustriales y caracterización de sus propiedades estructurales y anticorrosivas
dc.type	Thesis
dc.type.spa	Trabajo de Grado