MODIFICACIÓN DEL MOF DUT-67 PARA SU USO COMO REFUERZO DE HIDROGELES COMPUESTOS. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN.

LUIS MIGUEL ARAQUE MORENO; COPELLO, GUILLERMO JAVIER; FERNÁNDEZ DE LUIS, ROBERTO; JUAN MANUEL LÁZARO MARTÍNEZ

Córdoba

Simposio; XXIII Simposio Nacional de Química Orgánica (XXIII SINAQO); 2021

SAIQO

El crecimiento poblacional, junto a la industrialización y urbanización que conlleva, ha traído consigo varios impactos ambientales, siendo el agua uno de los recursos más afectados, al reducirse la disponibilidad y perderse la calidad de aguas superficiales y subterráneas aptas para consumo. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de tecnologías y materiales para evitar que las fuentes de aguas disponibles se contaminen y para tratar las ya contaminadas. La adsorción es uno de los métodos mas efectivos debido a su bajo costo y facilidad de empleo. Entre los distintos materiales porosos los hidrogeles han llamado la atención en el campo de tratamiento de aguas residuales, debido a sus bajos costos de producción, elevadas capacidades de adsorción y versatilidad al momento de diseñarlos.a Para ser usados en sistemas de filtrado de agua, los hidrogeles deben cumplir con ciertos requerimientos mecánicos. El desarrollo de hidrogeles compuestos ofrece una estrategia para aumentar las propiedades mecánicas de dichos materiales, ya que se crea una interfase polímero-refuerzo, y cualquier esfuerzo al que el material es sometido se comparte entre esta interfase. Este efecto se debe a la interacción entre las partículas del refuerzo y las cadenas del polímero, y es potenciado si las dimensiones del refuerzo son nanométricas, porque poseen mayor área superficial y como consecuencia una mayor interfase polímero-refuerzo.b Como refuerzo pueden utilizarse diferentes tipos de materiales orgánicos o inorgánicos, por ejemplo los ‘Metal Organic Frameworks (MOFs)’. Los MOFs son un nuevo tipo de materiales porosos que están compuesto por iones metálicos o clústeres de iones metálicos enlazados a través de ligandos orgánicos. En este trabajo se sintetizó el MOF DUT-67 por medio del método hidrotermal. En este MOF el centro metálico es un clúster de zirconio, el ligando es el ácido 2,5-tiofendicarboxílico y el modulador empleado es ácido acético. La ventaja de este método en comparación con otros reportados anteriormente,c fue su simplicidad y rapidez, ya que se sustituyeron solventes tóxicos como la N,N-dimetilformamida por agua, y el tiempo de reacción se redujo de 48 horas a 1 hora, disminuyendo considerablemente su impacto medioambiental. Adicionalmente, se consiguió modificar el tamaño de partícula ajustando las cantidades del modulador, obteniéndose tres MOFs L52, L53 y L54, con tamaños de partícula promedio de 1,5 m, 400 nm y 200 nm, respectivamente. También se caracterizaron por medio de Difracción de Rayos-X de polvo y espesctrocopía FT-ATR-IR para corroborar que las modificaciones en el tamaño de partícula no afectaran la estructura del MOF. Finalmente, se realizaron experimentos de Resonancia Magnética Nuclear en estado sólido (RMN-es) de 1H-MAS, 13C CP-MAS, 2D 1H-13C HETCOR y 1H-1H SQ/DQ para estudiar la estructura química del MOF.