ESTUDIO DE LA MODULACION DEL TAMAÑO DE PARTICULA Y DE LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DEL MOF-76(Y)

ZULMA MORENO BOTELLO; SEBASTIÁN COLLINS; GRISELDA E. NARDA; BERNINI, MARÍA C.

Mar del Plata

Congreso; XVIII Reunion Anual de la Asoc. Argentina de Cristalografia; 2023

INTEMA-UNMdP

Recientemente se ha encontrado que las redes metal orgánicas (MOFs) con estructura conocida como MOF-76 [1] poseen diversas propiedades de interés tecnológico [2]. En este trabajo se realizó la síntesis solvotermal del MOF-76(Y) a 80°C durante 24 h, empleando Y2O3, ácido trimésico (BTC) y una mezcla de 3 solventes. Así se obtuvo un polvo policristalino formado por cristales con forma de agujas de tamaño micrométrico denotado MOF-76(Y)_m. La caracterización por DRXP permitió comprobar que el compuesto sintetizado cristaliza en el grupo espacial tetragonal P4322, cuya estructura se compone de poliedros de [YO7] que se vinculan en el espacio a través de los ligandos BTC en un arreglo tridimensional [3]. Con el fin de modular el tamaño de partícula hacia la nanoescala se estudiaron variaciones de las condiciones de síntesis. En este contexto, se comprobó que la adición de acetato de sodio, la eliminación de uno de los solventes y la disminución del tiempo de síntesis, permiten obtener un sólido cristalino (MOF-76(Y)_n) que presenta las mismas señales en el patrón de DRXP que MOF-76(Y)_m, pero el mismo se compone de nanopartículas con diámetros de ~ 100 nm, según se pudo estimar a partir del análisis SEM. Estudios mediante microscopía TEM para determinar el tamaño y morfología con mayor precisión están en curso. Es conocido que las MOFs pueden sufrir transiciones de fase según sean expuestas a diferentes estímulos como presión, temperatura o solventes [4]. Para algunas de las aplicaciones, resulta necesario no sólo modular su tamaño de partícula, sino también conocer la estabilidad estructural de estas redes en diferentes condiciones. En este trabajo se evaluó la estabilidad los sólidos sintetizados en presencia de etanol y agua, para lo cual se estudió la influencia de someter a ultrasonido (1h y a temp. ambiente) una muestra de 10 mg de MOF-76(Y)_m en contacto con 1 mL de agua destilada o con 1 mL de etanol absoluto. En el primer caso el sólido recuperado exhibe un patrón de DRXP que indica la existencia de una transición de fase de 3D→1D puesto que se observan las reflexiones de la fase P4322 inicial y otras adicionales de una fase monoclínica (G.E. Cc). En cambio, cuando se usa etanol como solvente, la estructura tetragonal permanece inalterada. De manera similar, cuando el MOF-76(Y)_n es sometido al ultrasonido en solución acuosa por 5 min. comienza a cambiar su estructura hacia la fase 1D, mientras que cuando el solvente es etanol, la estructura original no se altera. Este tipo de estudios resultan indispensables para evaluar cuáles son las mejores condiciones que permiten que las MOFs encuentren aplicaciones concretas.