Marco metálico-orgánico de lantano quiral con sorción de CO2 y flexibilidad del marco concertado

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La cristalografía
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) son materiales porosos avanzados con estructuras ajustables.
• Los MOF basados en lantano (III) se exploran por sus propiedades únicas.
• Los enlaces conformacionalmente quirales son cruciales para el diseño de MOFs quirales.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar un nuevo MOF basado en lantano (III), CTH-17.
• Para investigar las propiedades estructurales, térmicas y de absorción de gas de CTH-17.
• Comprender el mecanismo detrás del efecto de apertura de la puerta observado en la sorción de CO2.

Principales métodos:

• Síntesis solvotermal con lantano (III) y 1,2,3,4,5,6-hexakis (4-carboxifeno) vinculante de benceno.
• Caracterización mediante difracción de polvo de rayos X a temperatura variable (VTPXRD) y difracción de cristal único (SCXRD).
• Análisis termogravimétrico (TGA) para estudios de estabilidad térmica y sorción de gases (N2, CO2).
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para la minimización de la energía y la vía de racemicidad.

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito CTH-17, un MOF de varilla con una nueva topología och.
• Se observó una alta estabilidad térmica hasta 770 K, con transiciones de fase a temperaturas elevadas.
• Se determinó una superficie modesta de 231 m2/g.
• Se observó un efecto distinto de apertura de la puerta para la sorción de CO2 alrededor de 0,45 mmol/g de carga.
• Flexibilidad atribuida a los movimientos de enlace tipo hélice y fluidez de la esfera de coordinación LaO6.

Conclusiones:

• CTH-17 es un MOF quiral térmicamente estable con una nueva topología.
• El MOF exhibe un efecto de apertura de CO2 impulsado por la flexibilidad estructural.
• Los cálculos DFT apoyan la estabilidad de la fase quiral y el proceso de racemicidad.