| TAZ-TFM-2019-1476 |
Escalado de la síntesis de estructuras metal-orgánicas para la eliminación de compuestos tóxicos
Caballero Máñez, Adriana
Martínez Martínez, Gema (dir.)
Pina Iritia, María Pilar (ponente)
Universidad de Zaragoza,
CIEN,
2019
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química
Máster Universitario en Química industrial
Resumen: La investigación objeto de este Trabajo Fin de Máster correspondiente al Máster de Química Industrial, forma parte de una reciente línea de investigación que se está desarrollando en el grupo de Películas y Partículas Nanoestructuradas (NFP) del departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medioambiente de la Universidad de Zaragoza, sobre la utilización de materiales metal-orgánicos tipo MOF en la descontaminación de ambientes confinados que han sido expuestos a agentes de guerra química.
En las últimas décadas se ha desarrollado una nueva clase de materiales sólidos híbridos, constituidos por una parte metálica coordinada a ligandos orgánicos que forman estructuras dimensionales, denominados redes metal-orgánicas abiertas o materiales tipo MOF (“Metal-Organic Framework”). Su composición híbrida de naturaleza inorgánica/orgánica confiere a los MOF características y propiedades únicas, presentando estructuras porosas flexibles, que poseen alta cristalinidad y enormes áreas superficiales. La extensa variedad de metales y de moléculas orgánicas que pueden actuar como ligando, hace posible el diseño y la síntesis de materiales MOFs con propiedades muy diversas, lo que hace de los MOFs, potenciales materiales de extraordinario interés, en catálisis, en almacenamiento, separación y purificación de gases, o en el ámbito biomédico como sistemas de liberación controlada de fármacos.
En este contexto, la investigación desarrollada en este Trabajo fin de Máster tiene como objetivo general el escalado de la síntesis del MOF NU-1000 (red metal-orgánica que contiene zirconio); uno de los materiales MOF más importantes debido a su alta estabilidad térmica y química comparada con MOFs de otros metales de transición, y a la gran versatilidad en las propiedades de poro que proporciona su ligando orgánico. Sin embargo, cabe destacar como principal problemática relacionada con este MOF, su síntesis, que proporciona cantidades muy bajas, lo que limita su posterior aplicación; por ello es necesario el desarrollo de un método de escalado que permita obtener mayores cantidades de MOF NU-1000 en una única síntesis.
El trabajo realizado se puede estructurar en tres bloques, el primero; revisión bibliográfica y aprendizaje de la metodología experimental utilizada en el laboratorio; trabajo en atmosfera inerte con técnicas de línea de vacío-argón. El segundo, diseño y ejecución del proceso de escalado, tanto para la síntesis del ligando orgánico como del material MOF final (NU-1000). Y tercer bloque, comprobación de que el proceso de escalado se realizó con éxito mediante la caracterización exhaustiva de los sólidos obtenidos, tanto ligando (parte orgánica del MOF) y material MOF (NU-1000).
En las últimas décadas se ha desarrollado una nueva clase de materiales sólidos híbridos, constituidos por una parte metálica coordinada a ligandos orgánicos que forman estructuras dimensionales, denominados redes metal-orgánicas abiertas o materiales tipo MOF (“Metal-Organic Framework”). Su composición híbrida de naturaleza inorgánica/orgánica confiere a los MOF características y propiedades únicas, presentando estructuras porosas flexibles, que poseen alta cristalinidad y enormes áreas superficiales. La extensa variedad de metales y de moléculas orgánicas que pueden actuar como ligando, hace posible el diseño y la síntesis de materiales MOFs con propiedades muy diversas, lo que hace de los MOFs, potenciales materiales de extraordinario interés, en catálisis, en almacenamiento, separación y purificación de gases, o en el ámbito biomédico como sistemas de liberación controlada de fármacos.
En este contexto, la investigación desarrollada en este Trabajo fin de Máster tiene como objetivo general el escalado de la síntesis del MOF NU-1000 (red metal-orgánica que contiene zirconio); uno de los materiales MOF más importantes debido a su alta estabilidad térmica y química comparada con MOFs de otros metales de transición, y a la gran versatilidad en las propiedades de poro que proporciona su ligando orgánico. Sin embargo, cabe destacar como principal problemática relacionada con este MOF, su síntesis, que proporciona cantidades muy bajas, lo que limita su posterior aplicación; por ello es necesario el desarrollo de un método de escalado que permita obtener mayores cantidades de MOF NU-1000 en una única síntesis.
El trabajo realizado se puede estructurar en tres bloques, el primero; revisión bibliográfica y aprendizaje de la metodología experimental utilizada en el laboratorio; trabajo en atmosfera inerte con técnicas de línea de vacío-argón. El segundo, diseño y ejecución del proceso de escalado, tanto para la síntesis del ligando orgánico como del material MOF final (NU-1000). Y tercer bloque, comprobación de que el proceso de escalado se realizó con éxito mediante la caracterización exhaustiva de los sólidos obtenidos, tanto ligando (parte orgánica del MOF) y material MOF (NU-1000).
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master
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