Marco metálico orgánico mesoporoso MIL-101 bajo alta presión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• El tereftalato de cromo MIL-101 es un marco metálico orgánico mesoporoso (MOF) conocido por su alta capacidad de adsorción debido a sus grandes poros.
• La presión externa puede alterar las estructuras de MOF y sus interacciones con las moléculas huéspedes.

Objetivo del estudio:

• Investigar el comportamiento estructural y vibratorio de MIL-101 bajo condiciones de presión variables.
• Explorar la influencia de diferentes medios transmisores de presión (PTM) en la estabilidad de MIL-101 y las interacciones de las moléculas invitadas.

Principales métodos:

• Se utilizó la difracción de rayos X de sincrotrón para analizar los cambios estructurales bajo presión.
• La espectroscopia infrarroja (IR) probó las propiedades vibracionales, particularmente el comportamiento del grupo hidroxilo (OH).
• En los experimentos se utilizaron PTM sólidos (NaCl) y fluidos (Nujol, aceite de silicona).

Principales resultados:

• Los PTM sólidos (NaCl) indujeron la amorfización irreversible de MIL-101 a ~ 0,4 GPa.
• Los PTM fluidos (Nujol, aceite de silicona) causaron una expansión menor de la celosía y alteraron las vibraciones de OH por debajo de 0,1 GPa.
• La estabilidad del marco aumentó significativamente, con el inicio de la amorfización desplazado a ~ 7 GPa cuando se utilizan PTM fluidos, lo que indica la inserción de fluidos en los poros.

Conclusiones:

• La inserción de líquido en los poros MIL-101 está confirmada por datos estructurales y espectroscópicos bajo presión.
• La presencia de fluidos huéspedes afecta profundamente las interacciones huésped-huésped y la estabilidad del marco.
• La alta presión facilita la incorporación de polímeros grandes en los MOF mesoporosos, como se demuestra por la inserción de aceite de silicona por debajo de 0,2 GPa.