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Crystal structure and Hirshfeld surface analysis of poly[tris(μ4-benzene-1,4-dicarboxylato)tetrakis(dimethylformamide)trinickel(II)]: a two-dimensional coordination network
(International Union of Crystallography, 2019) Cesario Ajpi; Leopoldo Suescun; Naviana Leiva; Anders Lundblad; Göran Lindbergh; Saúl Cabrera
The crystal structure of the title compound, [Ni3(C8H4O4)3(C3H7NO)4], is a two-dimensional coordination network formed by trinuclear linear Ni3(tp)3(DMF)4 units (tp = terephthalate = benzene-1,4-di-carboxyl-ate and DMF = di-methyl-formamide) displaying a characteristic coordination mode of acetate groups in polynuclear metal-organic compounds. Individual trinuclear units are connected through tp anions in a triangular network that forms layers. One of the DMF ligands points outwards and provides inter-actions with equivalent planes above and below, leaving the second ligand in a structural void much larger than the DMF mol-ecule, which shows positional disorder. Parallel planes are connected mainly through weak C-H⋯O, H⋯H and H⋯C inter-actions between DMF mol-ecules, as shown by Hirshfeld surface analysis.
ESTUDIO DE LA ADSORCIÓN DE ION Mg (II) EN SUELOS DE CULTIVO DEL SECTOR YUCUMO-SAN BORJA DEL DEPARTAMENTO DEL BENI, BOLIVIA
(2023) Valerio Choque Flores; Heriberto Castañeta; Cesario Ajpi; Mario A. Blanco; Cesario Ajpi; Instituto de Investigaciones Químicas IIQ, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, Av. Villazón N° 1995, La Paz, Bolivia.; Mario Blanco; Instituto de Investigaciones Geológicas y del Medio Ambiente IIGEMA, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, Av. Villazón No.1995, La Paz, Bolivia.
En el presente trabajo se estudió la adsorción de ion Mg (II) (Mg2+) en suelos de cultivo mediante los distintos modelos de isotermas de adsorción. Asimismo, se realizó un análisis de la textura del suelo, el porcentaje de materia orgánica y carbono orgánico. El suelo de cultivo fue caracterizado mediante difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX) y área superficial Brounauer Emmer Teller (BET). Los resultados de la adsorción de Mg 2+ a 3, 7, y 15 días obedecen a un modelo tipo L, según la clasificación de Giles. Luego de la regresión lineal, los resultados muestran que se asemeja a un comportamiento del tipo Langmuir con una capacidad máxima de adsorción entre 1.1 y 1.41 mg Mg 2+ /g suelo. También se realizó un estudio teórico de la interacción de Mg 2+ con moléculas de agua mediante el programa Hyperchem Professional 8.0, en un método semiempírico ZINDO-1. Los resultados indicaron un entorno octaédrico del Mg 2+ por solvatación con moléculas de agua permitiendo predecir, la espontaneidad del proceso de adsorción. Asimismo, mediante el programa MATERIALS STUDIO 8.0 se pudo visualizar el proceso de adsorción del Mg2+ en una celda unitaria de SiO2.
NUEVA RUTA DE SÍNTESIS ATRANO/HIDRO-SOLVOTERMAL PARA EL CONTROL DEL TAMAÑO DE NANOPARTÍCULA DE Li4 Ti5 O12 A TRAVÉS DEL USO DE TOHAC's
(2023) Luz J. Pozadas; Cesario Ajpi; Max Vargas; Saúl Cabrera; Gustavo García; Área Ciencia de Materiales, Catálisis y Petroquímica, Instituto de Investigaciones Químicas, Carrera de Ciencias Químicas, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, Ciudad Universitaria, Cota Cota, La Paz, Bolívia.; Saúl Cabrera; Área Ciencia de Materiales, Catálisis y Petroquímica, Instituto de Investigaciones Químicas, Carrera de Ciencias Químicas, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, Ciudad Universitaria, Cota Cota, La Paz, Bolívia.; Gustavo García; Área Ciencia de Materiales, Catálisis y Petroquímica, Instituto de Investigaciones Químicas, Carrera de Ciencias Químicas, Universidad Mayor de San Andrés UMSA, Ciudad Universitaria, Cota Cota, La Paz, Bolívia.
En el presente trabajo se propone un nuevo método de síntesis por vía húmeda denominada “Atrano/Hidro- Solvotermal”, que permite obtener nanopartículas de Li 4 Ti5 O12 (LTO) con tamaños predefinidos. Estas nanopartículas se obtienen mediante un control de velocidad de crecimiento de los atrano-clúster metálicos formados durante los procesos de hidrólisis y condensación en solución acuosa y solvotermal. Se sintetizaron nanopartículas de LTO a partir de precursores tipo atrano (litiatrano, titanatrano). Éstos forman complejos de especies oligoméricas “Clústers de Titanio-Oxo-Hidroxo-Atrano” (TOHAC’s). Los TOHAC’s con tamaños predefinidos fueron obtenidos mediante un control del tiempo de hidrólisis y condensación. El tamaño promedio de los TOHAC’s formados se caracterizaron mediante la técnica dispersión dinámica de la luz (DLS), obteniéndose tamaños promedio de 2.40, 7.17, 20.13, y 40.00 nm para las muestras (B:0), (B:48), (B:144) y (B:288) respectivamente. Los TOHAC’s fueron utilizados como bloques de construcción (building blocks), seguidos de un tratamiento Hidro-Solvotermal, y un tratamiento térmico a 500°C. Los difractogramas de DRX de los productos obtenidos muestran la presencia mayoritaria de la fase de interés Li 4Ti5 O12 (LTO) con estructura tipo espinela, y β-Li 2 TiO3 monoclínico como fase secundaria. Las imágenes SEM muestran partículas de diámetro promedio de 12.82 ±5 nm (LTO: B:0) 10.03±3 nm (LTO: B:48), 20.03±7.6 nm (LTO: B:144), y 40.0 ±5 nm (LTO:B:288). Estos tamaños de partícula van en correlación con los TOHAC´s (building blocks) empleados.
Synthesis and Characterization of LiFePO4–PANI Hybrid Material as Cathode for Lithium-Ion Batteries
(Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2020) Cesario Ajpi; Naviana Leiva; Max Vargas; Anders Lundblad; Göran Lindbergh; Saúl Cabrera
This work focuses on the synthesis of LiFePO4-PANI hybrid materials and studies their electrochemical properties (capacity, cyclability and rate capability) for use in lithium ion batteries. PANI synthesis and optimization was carried out by chemical oxidation (self-assembly process), using ammonium persulfate (APS) and H3PO4, obtaining a material with a high degree of crystallinity. For the synthesis of the LiFePO4-PANI hybrid, a thermal treatment of LiFePO4 particles was carried out in a furnace with polyaniline (PANI) and lithium acetate (AcOLi)-coated particles, using Ar/H2 atmosphere. The pristine and synthetized powders were characterized by XRD, SEM, IR and TGA. The electrochemical characterizations were carried out by using CV, EIS and galvanostatic methods, obtaining a capacity of 95 mAhg-1 for PANI, 120 mAhg-1 for LiFePO4 and 145 mAhg-1 for LiFePO4-PANI, at a charge/discharge rate of 0.1 C. At a charge/discharge rate of 2 C, the capacities were 70 mAhg-1 for LiFePO4 and 100 mAhg-1 for LiFePO4-PANI, showing that the PANI also had a favorable effect on the rate capability.
Synthesis and spectroscopic characterization of Fe3+-BDC metal organic framework as material for lithium ion batteries
(Elsevier BV, 2022) Cesario Ajpi; Naviana Leiva; Anders Lundblad; Göran Lindbergh; Saúl Cabrera
Synthesis and spectroscopic characterization of NiII coordination network: Poly-[tris(µ4-Benzene-1,4-dicarboxylato)-tetrakis(µ1-dimethylformamide-κ1O)-trinickel(II)] as material for lithium ion batteries
(Elsevier BV, 2022) Cesario Ajpi; Naviana Leiva; Max Vargas; Anders Lundblad; Göran Lindbergh; Saúl Cabrera
The compound Ni3(C8H4O4)3(C3H7NO)3, poly-[tris(µ4-Benzene-1,4-dicarboxylato)-tetrakis(µ1-dimethylformamide-κ1O)-trinickel(II)], was synthesized by the solvothermal method prepared via reaction between NiCl2•6H2O and terephthalic acid using N,N-dimethylformamide (DMF) as solvent. The structure was characterized by powder X-ray diffraction and infrared spectroscopy analyses. The electrochemical properties as a potential active material in lithium-ion batteries were characterized by electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic charge-discharge curves in a battery half-cell. The characterization results show that the coordination network contains one independent structure in the asymmetric unit. It is constructed from Ni2+ ions, terephthalate bridges and in-situ-generated DMF ligands, forming two similar two-dimensional (2D) layer structures. These similar 2D layers are in an alternating arrangement and are linked with each other by dense H—H interactions (45%) to generate a three-dimensional (3D) supramolecular framework with ordered and disordered DMF molecules. The electrochemical measurements, conducted in the potential range of 0.5–3.5 V vs Li/Li+, show that Ni3(C8H4O4)3(C3H7NO)4 has good electrochemical properties and can work as anode in lithium-ion batteries. The material presents an initial specific capacity of ∼420 mAh g−1, which drops during consecutive scans but stabilizes at ∼50 mAh g−1. However, due to the wide potential range there are indications of a gradual collapse of the structure. The electrochemical impedance spectroscopy shows an increase of charge transfer resistance from 24 to 1190 Ohms after cycling likely due to this collapse.