Efecto de ácido acético como modulador del crecimiento cristalino en el sistema MIL-53(Fe)/MIL-88b(Fe)

GIMÉNEZ, F.; BERNINI, MARÍA C.; G. E. NARDA

S. C. de Bariloche

Congreso; XV Reunión Anual AACr; 2019

CAB-AACr

Según la IUPAC, los MOFs son compuestos cristalinos cuyas redes están constituidas por iones metálicos que se autoensamblan con ligandos orgánicos multifuncionales, generando redes orgánico-inorgánicas poliméricas periódicas que poseen cavidades o canales con un volumen libre potencial.[1] En la última década se ha reportado un gran número de ellos con interesantes propiedades en catálisis heterogénea, luminiscencia, adsorción y separación de gases, etc.[2] Dentro del gran número de MOFs reportados en literatura, algunos se destacan por tener estructuras cristalinas flexibles; entre ellos, los materiales conocidos como MIL-53(Fe) [3] y MIL-88B(Fe)[4] exhiben comportamientos dinámicos variando el tamaño y forma de sus poros en función del solvente en el que estén inmersos, especies huésped ocluidas, gases adsorbidos, lo que refiere a un isomerismo supramolecular. [5] Ambos MOFs son obtenidos a partir de los mismos building blocks (ácido 1,4-bencenodicarboxílico, o BDC, y FeIII) y han sido testeados, entre otras aplicaciones, como catalizadores en procesos tipo Fenton para degradar contaminantes orgánicos en efluentes acuosos.[6] En este estudio nos enfocamos en analizar la influencia del agregado creciente de ácido acético (AcOH) en la mezcla de síntesis como modulador del crecimiento cristalino, tendiendo a producir modificaciones en el tamaño y/o morfología de los cristales del MOF resultante. La metodología consistió en variar la relación molar Fe:BDC:AcOH desde 1:1:0 a 1:1:30 (ver Figura 1) con un volumen de disolvente, temperatura de síntesis y tiempo de reacción, constantes. Los sólidos obtenidos se separaron por filtración o centrifugación y se caracterizaron por DRX de polvos, espectroscopia FTIR y microscopía SEM. Se observó que con el menor contenido de AcOH se obtiene la fase nano-MIL-53(Fe), en cantidades intermedias (2-5 mmol) del modulador se obtiene MIL-53(Fe) con partículas micrométricas con morfología de prismas más delgados que los que se obtienen en ausencia de AcOH; y cuando el modulador está presente en la mayor concentración ensayada (30 mmol), el mismo actúa como un agente director estructural induciendo la formación de MIL-88B(Fe). Estos resultados aportan al objetivo específico de estudiar la influencia del tamaño de partícula, morfología cristalina y estructura del sitio activo presente en las estructuras de MIL-53(Fe) y MIL-88B(Fe), en su actividad catalítica en procesos de degradación del tipo Fenton Heterogéneo.