Sistemas de síntesis de metales orgánicos mediados electroquímicamente con base en titanio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química inorgánica
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) con sitios coordinadamente insaturados son comunes, pero las que tienen cationes redox-activos son raras.
• Los métodos existentes para sintetizar MOF basados en titanio a menudo se basan en precursores caros y sensibles al aire como TiCl3.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método electrosintético eficiente y rentable para la preparación de MOF a base de titanio.
• Para demostrar la síntesis de Ti(III) -MIL-101, Ti(III) -MIL-100, y las nuevas estructuras extendidas de Ti(III) -MIL.
• Establecer una nueva metodología para la creación de MOF con cationes metálicos redox-activos.

Principales métodos:

• Reducción electrocatalítica del precursor Ti4+ (TiCl4) para generar especies de Ti3+ in situ.
• Síntesis solvotermal que utiliza el Ti3+ generado electroquímicamente para formar estructuras de MOF.
• Caracterización de los MOF sintetizados utilizando varios métodos físicos (por ejemplo, XRD, BET).

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito Ti(III) -MIL-101 con estructura idéntica y mayor calidad en comparación con las muestras hechas de TiCl3.
• Logró la primera síntesis de Ti(III) -MIL-100 y dos nuevas estructuras extendidas de Ti(III) -MIL a través de la electrosíntesis.
• Demostró la superioridad de los MOF electro-sintetizados sobre los preparados convencionalmente.

Conclusiones:

• La mediación electroquímica proporciona una ruta fácil, rentable y escalable para MOF basados en titanio de alta calidad.
• Este método supera las limitaciones asociadas con los precursores caros y sensibles.
• La estrategia electrosintética desarrollada es versátil y aplicable a varios ligandos puentes, allanando el camino para la nueva síntesis de MOF redox-activo.