Interrogando topologías cinéticas versus termodinámicas de estructuras orgánicas metálicas a través de microscopía...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La cristalografía
• Síntesis Química

Sus antecedentes:

• La síntesis de marcos metálico-orgánicos (MOF) con topologías específicas a menudo es empírica.
• La falta de comprensión fundamental dificulta el control del crecimiento de los cristales MOF y la selección de la topología.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre la temperatura de síntesis y la topología resultante de los MOF.
• Para aclarar el control cinético versus termodinámico en la cristalización de MOF.

Principales métodos:

• Se empleó microscopía electrónica de transmisión combinada (TEM) y difracción de rayos X en polvo (PXRD).
• Los MOF se sintetizaron utilizando nodos de racimo de oxozirconio hexanucleares y enlaces de tetráquidos ((4-carboxilfenilo) porfirina.
• La cristalización se estudió a temperatura ambiente y a 145 °C con tiempos de reacción variables.

Principales resultados:

• La síntesis a temperatura ambiente produjo una mezcla de MOF-525 (topología ftw) y PCN-224 (topología she).
• La temperatura elevada (145 °C) produjo PCN-222 (topología csq), potencialmente con NU-902 (scu) y PCN-223 (shp), junto con MOF-525 y PCN-224.
• Los tiempos de reacción extendidos a 145 °C favorecieron al PCN-222 como la fase principal, lo que lo indica como el producto termodinámico.

Conclusiones:

• La temperatura es un parámetro crítico que influye en la topología MOF.
• MOF-525 y PCN-224 representan los productos cinéticos, mientras que PCN-222 es el producto termodinámico.
• La comprensión de estas relaciones permite un mejor control de la síntesis de MOF para aplicaciones específicas.