Marco metálico-orgánico con una capacidad excepcionalmente alta para el almacenamiento de dióxido de carbono a...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química Química es la química.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) son materiales porosos cristalinos con estructuras sintonizables.
• Los MOF se investigan para el almacenamiento y la separación de gases debido a sus grandes superficies y entornos de poros sintonizables.
• La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) es un área crítica para la sostenibilidad ambiental.

Objetivo del estudio:

• Investigar la capacidad de almacenamiento de CO2 de varios MOF a temperatura ambiente y presiones elevadas.
• Para analizar las isotermas de adsorción de CO2 y correlacionarlas con la estructura y propiedades de MOF.
• Identificar MOFs con absorción superior de CO2 para aplicaciones potenciales en la separación y almacenamiento de gases.

Principales métodos:

• El análisis gravimétrico se utilizó para medir las isotermas de adsorción de CO2 para una serie de MOFs (MOF-2, MOF-505, Cu3(BTC) 2, MOF-74, IRMOFs-11, -3, -6, -1, y MOF-177) hasta 42 bar.
• Las isotermas de adsorción se clasificaron como tipo I o sigmoidales en función de su forma.
• Se examinó la relación entre la absorción de CO2, el área de superficie, el tamaño de los poros y los grupos funcionales.

Principales resultados:

• Todos los MOF excepto aquellos con grupos Zn4O(O2C) 6 exhibieron isotermas de CO2 Tipo I.
• Los MOF con grupos de Zn4O(O2C) 6 mostraron isotermas sigmoidales, con presiones de paso correlacionadas con el tamaño de los poros, lo que indica el potencial de separaciones de gases.
• La funcionalidad de aminas en IRMOF-3 aumentó la afinidad con el CO2.
• Las capacidades de CO2 oscilaron entre 3,2 mmol/g (MOF-2) y 33,5 mmol/g (MOF-177).
• MOF-177 logró la mayor capacidad de CO2 reportada (147 wt %) entre los materiales porosos.

Conclusiones:

• Los MOF demuestran capacidades significativas de almacenamiento de CO2 a temperatura ambiente.
• Las formas isotérmicas y las presiones escalonadas proporcionan información sobre la estructura de los poros MOF y el potencial de separación de gases.
• MOF-177 representa un material de referencia para el almacenamiento de CO2 de alta capacidad.