Mapas de correlaci ́on T1-T2 de alcanos confinados en sílica mesoporosa: estudios en funci ́on del tamaño de poro.

CHEVALLIER-BOUTELL, IGNACIO J.; ACOSTA, RODOLFO HÉCTOR; OLMOS-ASAR, JIMENA A.; FRANZONI, MARIA BELÉN

Taller; V Taller Argentino de Resonancia Magn ́etica; 2023

En la actualidad existen múltiples aplicaciones tanto científicas como tecnológicas en lo que respecta a los sistemas de sílica mesoporosa, particularmente por la gran variedad de interacciones que se pueden desarrollar entre diversas moléculas, iones o nanopartículas y la superficie, así como también por sus propiedades sintonizables (tamaño de poro, área superficial, composición, entre otras). Para lograr el éxito, dichas aplicaciones requieren comprender el transporte molecular dentro de las estructuras porosas, siendo la difusión una de las propiedades más relevantes.Las propiedades de transporte pueden verse drásticamente modificadas cuando un líquido es confinado dentro de una estructura mesoporosa. Esto es atribuible a la combinación de las interacciones líquido-líquido y líquido-matriz, junto a la geometría y topología del medio poroso. Esto resulta beneficioso para la caracterización no invasiva del sistema de interés mediante experimentos de RMN.Debido a su hidrofobicidad, los alcanos han sido ampliamente utilizados como sonda para medir tortuosidades geométricas de matrices polares ya que suponen una interacción nula con la superficie [1]. Sin embargo, se corroboró experimentalmente que para tamaños de poro menores a 6 nm este método perdía validez [2]. Mediante cálculos ab initio se comprobó que la interacción entre alcanos y sílica es no despreciable, afectando la difusión y, consecuentemente, la correcta determinación de la tortuosidad geométrica[3]. En el presente trabajo, se llevaron a cabo experimentos de RMN que permiten corroborar tales resultados teóricos. Para ello se estudiaron las constantes de tiempo de relajación longitudinal (T1) y transversal (T2) de alcanos cíclicos y lineales confinados en mesoporos de sílica con tamaños de poro de 3, 6, 15 y 30 nm. Observamos que estas constantes se ven afectadas tanto por el largo y forma molecular así como por el tamaño de poro. Además, los cocientes T1/T2 para todos los alcanos estudiados aumentan al disminuir el tamaño de poro. Considerando que los cocientes T1/T2 son indicadores de la interacción solvente-matriz [4], podemos concluir que las interacciones entre alcanos y la pared de sílica es relevante para poros menores a 6 nm. Estudios del cociente T1/T2 en función de la evaporación también demuestran la dependencia de las dinámicas moleculares con el tamaño de poro.[1]D’Agostino C. et al, Phys Chem C, 2012, 116 (16) 8975-8982[2]Garro Linck L et al, Micropor Mesopor Mat, 2020, 305, 110351[3]Chevallier-Boutell IJ et a, Micropor Mesopor Mat, 2021, 326, 111315[4]Webber JBW, Prog Nucl Magn Reson Spectrosc, 2010, 56, 78–93