Integrar la estrategia de capa pilar y el método de partición de espacio poroso para construir MOF multicomponentes...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálico-orgánicas (MOF) ofrecen porosidad ajustable para la adsorción y separación de gases.
• El aumento de la diversidad de los MOF a través de la incorporación de multiclústers y multiligandos (mm) es un desafío clave.
• Las estrategias de capa pilar y partición de espacio poroso (PL-PSP) pueden crear arquitecturas MOF complejas.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar una serie de estructuras metal-orgánicas multiclúster-multiligando porosas (MM-MOF) utilizando la estrategia PL-PSP.
• Investigar las propiedades de adsorción de gases y las capacidades de separación de los MOF recién desarrollados.

Principales métodos:

• Construcción de MM-MOF basados en hojas de clúster de CO3 y pilares de clúster de CO6.
• Síntesis de siete mm-MOF isoreticulares (FJU-6-X) por medio de varios ligandos y iones metálicos.
• Caracterización de las superficies BET y de las capacidades de adsorción de gases (CO2, C2H2).
• Experimentos de separación de gases mediante ensayos de ruptura en el lecho fijo.

Principales resultados:

• Se logró una nueva topología conectada (3,9,12) en el MOF FJU-6.
• Se han sintetizado siete mm-MOF isoreticulares (FJU-6-X) con superficies BET de 731 a 1306 m2/g.
• Se logró un aumento del 77% en la capacidad de adsorción de CO2.
• Se ha demostrado la eficacia de la separación de mezclas de C2H2/CO2 utilizando FJU-6-TATB a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• La integración de la estrategia de la capa de pilares y la partición del espacio de poros es un método eficaz para construir diversos mm-MOF.
• Los mm-MOF desarrollados presentan un rendimiento de adsorción y separación de gases optimizado.
• Estos hallazgos abren vías para el diseño de MOF avanzados para aplicaciones ambientales.