Modo general de construir líquidos porosos basados en el marco metálico-orgánico micro y mesoporoso

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los líquidos porosos (PL) ofrecen ventajas únicas al combinar la porosidad de los materiales sólidos con la fluidez de los líquidos.
• El desarrollo de PL estables y funcionales con porosidad mantenida es crucial para aplicaciones avanzadas.
• Los marcos orgánicos metálicos (MOF) son materiales altamente porosos con propiedades sintonizables, pero su integración en sistemas líquidos sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar una nueva clase de líquidos porosos utilizando partículas funcionalizadas de MOF y poli (dimetilsiloxano) (PDMS).
• Evaluar la estabilidad, la fluidez y las propiedades de absorción de gases de los líquidos porosos desarrollados.
• Demostrar la capacidad del PDMS para preservar la porosidad del MOF en sistemas líquidos.

Principales métodos:

• Síntesis de partículas isoreticulares de UiO-66 MOF funcionalizadas para su dispersión.
• Utilizando polimerización radical controlada iniciada por superficie no covalente para la estabilización de partículas MOF en PDMS.
• Caracterización de líquidos porosos mediante isotermas de sorción de gases a baja presión (CO2, N2, Xe, H2O).
• Evaluación de la estabilidad coloidal y de los efectos del almacenamiento a largo plazo en la porosidad.

Principales resultados:

• Se obtienen líquidos porosos homogéneos y coloidalmente estables con partículas de MOF dispersas en una matriz PDMS.
• Los líquidos porosos exhibieron baja presión de vapor, alta estabilidad térmica y fluidez hasta -35 °C.
• Se ha demostrado la retención de las propiedades de absorción de MOF y la porosidad permanente, incluso después de 15 meses de almacenamiento.
• Se ha demostrado la capacidad de ajuste del peso molecular y la arquitectura del PDMS para preservar la porosidad en los MOF mesoporosos MIL-101 (Cr).

Conclusiones:

• Se ha desarrollado con éxito una nueva clase de líquidos porosos estables y fluidos basados en partículas de MOF en PDMS.
• Estos líquidos porosos retienen efectivamente las capacidades de absorción de gas de los MOF de origen.
• Los hallazgos destacan el potencial de estos materiales para diversas aplicaciones, incluida la separación y el almacenamiento de gases, con propiedades ajustables.