Perspectivas en el diseño de nuevos MOFs: Rol de la sustitución de ligandos dicarboxílicos y de la presencia de moléculas auxiliares

M.C. BERNINI

La Plata

Conferencia; III Jornadas de Química Inorgánica Dr. Pedro J. Aymonino; 2011

CEQUINOR-UNLP

Los MOFs son compuestos cristalinos cuyas redes poliméricas orgánico-inorgánicas están constituidas por iones metálicos que pueden estar aislados o vinculados en clusters o unidades infinitas de distinta dimensionalidad (llamadas SBUs: Secondary Building Units, Unidades Estructurales Secundarias), las cuales se autoensamblan con moléculas orgánicas o linkers mediante enlaces covalentes. La red resultante puede ser uni, bi o tridimensional, siendo la dimensionalidad total igual a la suma de las dimensionalidades de la SBU y de la porción orgánica . La naturaleza cristalina de los MOFs permite conocer exactamente la posición de los átomos y su conectividad, por lo que se pueden hacer correlaciones estructura- propiedades. A su vez, debido al hecho de que la química de sus unidades constitutivas (iones metálicos y ligandos orgánicos) está ampliamente estudiada, se cuenta con pautas claras para ejecutar estrategias de síntesis en la obtención de un material con funcionalidad química y métrica (simetría y tamaño de celda) determinadas. Consecuentemente, es posible plantear una hipótesis sobre qué atributos estructurales debería tener un material para exhibir una buena performance en una aplicación específica y luego, sintetizar MOFs que testeen dicha hipótesis. En función de los resultados, puede reiterarse el proceso modificando la estrategia original, obteniendo así propiedades verdaderamente excepcionales. En esta charla se comentarán los resultados obtenidos para una serie de MOFs obtenidos por síntesis hidrotérmica, empleando ligandos con y sustitución alquílica o arílica (succinato, 2,2-dimetilsuccinato, 2,3-dimetilsuccinato y 2-fenilsuccinato) junto con iones de la serie lantánida. Se muestran las variaciones estructurales encontradas en función del tamaño iónico y de la simetría del ligando. Ademas, se presentan los espectros de emisión de dos fases basadas en Eu y Tb. A su vez, se muestran resultados preliminares de los estudios de MOFs basados en iones alcalino-térreos y los ligandos aromáticos 2-aminotereftálico y 2-bromotereftálico.