Cuadros de metal orgánico de aluminio heterometálico

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La naturaleza utiliza iones metálicos complementarios de carga como el M (II) y el Al (III) en materiales como el espinel y los hidróxidos dobles en capas.
• Las combinaciones heterometálicas, específicamente Mg-Al, han estado notablemente ausentes en los marcos metálico-orgánicos (MOF).

Objetivo del estudio:

• Informar sobre la síntesis de nuevos Al-MOF heterometálicos que contienen agrupaciones triméricas de M (II) / Al (III).
• Investigar las propiedades de adsorción y separación de gases de estos MOF recién sintetizados.

Principales métodos:

• Cristalización cooperativa de M (II) y Al (III) utilizando cloruros de M (II) y lactato de aluminio.
• Síntesis de MOF divididos por el espacio de poros con topología de acs dividida.
• Mediciones de absorción y selectividad de gases a 298 K y 1 bar.
• Experimentos experimentales innovadores para la separación de mezclas de gases.

Principales resultados:

• Se han sintetizado con éxito Al-MOFs heterometálicos con clústeres trímero M ((II) / Al ((III) (M = Mg, Mn, Co, Ni).
• Se obtiene una cinética de cristalización rápida (aprox. 3 horas) y porosidad ajustable.
• Las elevadas absorciones de gases: 112 cm3/g para el CO2, 176 cm3/g para el C2H2, 156 cm3/g para el C2H4 y 163 cm3/g para el C2H6.
• Se ha demostrado una alta selectividad para C2H2/CO2 (hasta 8,5) y C2H2/C2H4 (hasta 10,8).

Conclusiones:

• El efecto sinérgico de los cloruros de M (II) y el lactato de aluminio permite una cristalización cooperativa eficiente.
• Los Al-MOF heterometálicos sintetizados ofrecen aplicaciones prometedoras en el almacenamiento de gases y las separaciones selectivas de gases.
• Estos MOF presentan una nueva clase de materiales para abordar los desafíos en la captura de carbono y las separaciones de hidrocarburos.