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TAZ-TFM-2012-879

Estudio de la síntesis de materiales porosos órgano-metálicos (MOFs)

Perea Cachero, Adelaida
Coronas Ceresuela, Joaquín (dir.)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2012
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio Ambiente

Resumen: A pesar de su uso extendido, las zeolitas están teniendo una seria competencia con los “metal-organic frameworks” (MOFs), sólidos porosos órgano-metálicos formados por la coordinación de iones o clústeres metálicos y moléculas orgánicas o ligandos. Se caracterizan por poseer grandes volúmenes de poro y las mayores áreas específicas conocidas hasta la fecha, y por permitir un diseño más flexible de la funcionalidad química y del tamaño de poro que las zeolitas. Asimismo, no es necesario calcinar los MOFs para su activación, sino que las moléculas de disolvente ocluidas en su estructura se eliminan mediante una extracción o una evaporación. Estas cualidades hacen posible utilizarlos en adsorción, catálisis, separación de gases, encapsulación de aditivos, etc. Por otra parte, los “zeolitic imidazolate frameworks” (ZIFs) constituyen una nueva subclase de MOFs. Estos se distinguen por el empleo de imidazolatos como ligandos orgánicos con los que se consigue una topología zeolítica debido a que el ángulo metal-imidazolato-metal de los ZIFs es similar al ángulo Si-O-Si (145°) presente en las zeolitas. Se caracterizan por combinar los rasgos más atractivos de zeolitas y MOFs, como altas áreas específicas, microporosidad, elevadas estabilidad térmica y química, diversidad estructural, etc., además de poseer poros dos veces mayores que los de las zeolitas correspondientes. Entre las aplicaciones de los ZIFs destacan la captura y el almacenamiento de dióxido de carbono, separación de gases, catálisis heterogénea, encapsulación, etc. El objetivo principal de este Trabajo Fin de Máster es elaborar un nuevo MOF. Para conseguirlo, se comenzó a trabajar a partir de los resultados obtenidos en el Proyecto Fin de Carrera “Síntesis y caracterización de MOFs (compuestos organometálicos porosos)”. Se sintetizaron diferentes materiales y se caracterizaron por medio de diversas técnicas (XRD, TGA, FTIR, SEM, adsorción de N2 y Ar, etc.) para determinar si se había alcanzado el propósito del TFM. Para esto, los productos preparados deberán ser cristalinos, porosos y el ion o clúster metálico tendrá que estar coordinado al ligando. En caso de obtener un material que cumpla estos tres requisitos se determinarán su estructura, composición química y propiedades con el fin de demostrar que se trata de un nuevo MOF y de caracterizarlo adecuadamente. Aunque no se ha logrado en totalidad el objetivo buscado, se han encontrado nuevas fases tipo ZIF y se han desarrollado dos técnicas inéditas para activar MOFs y otros tipos de materiales porosos y, por consiguiente, eliminar las moléculas huésped retenidas en su estructura y establecer sus áreas específicas reales.


Palabra(s) clave (del autor): mofs ; zifs ; síntesis ; caracterización ; imidazolato
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

El autor NO autoriza la consulta a texto completo


 

 Registro creado el 2012-09-13, última modificación el 2012-10-25


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