Síntesis de Metal Organic Frameworks mediante métodos homogéneos

VÍCTOR OESTREICHER; MATÍAS JOBBÁGY

Rosario

Congreso; XVII Congreso Argentino de Físicoquimica y Quimica Inorgánica; 2013

Síntesís de Metal Organic Frameworks mediante métodos homogéneos. Víctor Oestreicher, Matías Jobbágy. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Pab. II, Buenos Aires, Argentina. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física e-mail: jobbag@qi.fcen.uba.ar Durante las últimas décadas, la síntesis de Metal Organic Frameworks se ha planteado la necesidad de controlar, además de la composición y la pureza de las fases, el tamaño y morfología de las partículas.[1] Las técnicas de precipitación en fase homogénea han demostrado ser una excelente herramienta para la preparación de partículas con alto grado de control en morfología, tamaño y composición química. Sin embargo, los métodos más comunes implican temperaturas superiores a los 70 °C y la presencia de intermediarios de reacción variados, especialmente los carbonatos, que pueden incorporarse al producto final, alterando su composición química, parcial o totalmente.[2] En este trabajo se estudia la utilización de la reacción de ruptura de epóxidos [3] como métodos de alcalinización homogénea para la síntesis de partículas inorgánicas de Ln(BTC), dónde Ln(III) corresponde a Ce(III), Y(III) y/ó La(III), mientras que BTC representa al anión trivalente del acido benxentricarboxílico. Actualmente se busca el control de la morfología de las partículas, a fin de optimizar su performance. En una primera instancia se estudiaron las variables cinéticas fundamentales de la reacción de alcalinización por ruptura de epóxidos, elucidando el efecto de la concentración de reactivos, el tipo de nucleófilo atacante y el de la temperatura. En una segunda instancia se realizó una caracterización exhaustiva de las características cristaloquímicas de las fases obtenidas, mediante PXRD, FTIR, XAS y EDS, así como un estudio sistemático de la morfología y tamaño de partícula mediante FESEM. Este estudio reveló que bajo ciertas condiciones óptimas, es posible obtener nanofibras monocristalinas de Ln(BTC), con alta relación de aspecto y espesor inferior a los 20 nm. Dichas nano fibras láminas desarrollan un fenómeno de autoensamblado en la forma de films con buenas propiedades ópticas y mecánicas, y alta orientación preferencial de los dominios cristalinos. La modulación de la textura de las partículas y su mecanismo de formación se discute a la luz de los parámetros característicos de la cinética de precipitación. [1] Effect of Keggin polyoxometalate on Cu(II) speciation and its role in the assembly of Cu3(BTC)2 metal organic framework. S.R. Bajpe, E. Breynaert, D. Mustafa, M. Jobbágy, A. Maes, J.A. Martens, C.E. A Kirschhock. J. Mater. Chem. 2011, 21, 9768-9771. [2]. Synthesis of metal oxide particles from aqueous media: The homogeneous alkalinization method. Soler-Illia, G.J.A.A., Jobbágy, M., Candal, R.J., Regazzoni, A.E., Blesa, M.A. 1998 J. Disp. Sci.Tech. 19 (2-7), pp. 207-228. [3] Gash, A. E.; Satcher, J. H.; Simpson, R. L., Chem. Mater. 2003, 15, (17), 3268-3275.