Dinámica de líquidos confinados Metal Organic Frameworks funcionalizados

AZZARONI, OMAR; RAFTI, MATIAS; ACOSTA, RODOLFO H.; VELASCO, MANUEL I.

La Plata

Congreso; NANO 2018; 2018

Y-TEC, UNLP

Los Metal Organic Frameworks (MOF) se encuentrandentro de los materiales mas estudiados en los últimos años. Principalmenteporque la diversidad estructural que pueden tener, brinda un amplio abanico deaplicaciones. En la mayoría de ellas, el sistema involucra a un fluido en contactocon el material poroso. Si bien, en los últimos años, se ha avanzado mucho enel estudio sistemas de fase gaseosa; se sabe muy poco acerca de la difusión demoléculas a través de MOFs llenos de líquidos. Elestudio de los mecanismos de transporte molecular a través de espacios mesoporosos y de los procesosdifusivos son cada vez más importantes en las aplicaciones electroquímicasprometedoras de estos materiales. Durante mucho tiempo se ha considerado que eltransporte molecular a través de MOF sepuede describir como una simple difusión de Fick, sinembargo, esta visión cambió después de que se demostró el peso que tienen losprocesos de superficie en estos materiales [1].La Resonancia MagnéticaNuclear (RMN) es una herramienta muyadecuada para el estudio de medios porosos complejos; resulta de interésexplorar la dinámica de fluidos confinados en MOF?s porestas técnicas [2]. Entre los datos mas relevantes que aporta esta técnica, sepueden destacar los coeficientes de difusión, tortuosidad, rotacionesmoleculares y interacciones liquido-superficie, entre otras.En el presente trabajose estudiaron muestras de ZIF-8, el cual se compone de iones de cinccoordinados por anillos de imidazol. Estas muestras fueron modificadas mediante el agregado deun polímero (poli(3-aminobencilamina-co-anilina) (PABA) con el fin demodificar su hidrofobicidad [3].  Las muestras se estudiaron en pastillasprensadas, para mejorar la relación entre el espacio intergranular y las cavidades del MOF. Se realizaron estudiosde los coeficientes de difusión para agua confinada en las cavidades de estasmatrices.  Los estudios se realizaronempleando, principalmente, sensores unidimensionales NMR-MOUSE que permiten elestudio de tiempos de relajación y de difusión del sistema con resoluciónespacial. Este equipo permite codificar información en tiempos muy cortos, conlo cual es posible estudiar fenómenos difusivos en sistemas complejos comoestos.Se identificaron  tres poblaciones de moléculas, cada una condiferentes valores de coeficiente de difusión. Estos resultados mostraron uncomportamiento anómalo, comparado con los esperados para agua confinada. Los valoresobtenidos permitieron estudiar en detalle los fenómenos de transporte queexisten en la cavidad de los MOFs y elespacio intergranular. Además se analizan lasdiferentes muestras modificadas, y se correlaciona las diferentes interaccionesliquido-matriz con los resultados obtenidos.