Síntese e caracterização de redes metalorgânicas baseadas em zinco e ácidos benzenodicarboxílicos

Metal Organic Frameworks (MOFs) are supramolecular structures consisted of ions or metal clusters coordinated to organic ligands which are repeated in two or three dimensions. These structures have atracted much attention due to their properties such as low density, high specific surface area and large volume of pores. In this work, MOFs consisted of zinc clusters connected by ditopic ligands, terephthalic acid (1,4- H2BDC) or isophthalic acid (1,3-H2BDC) were synthesized. To obtain the proposed materials, different routes and synthetic parameters were tested, such as the molar ratio of the precursors, the addition of template molecules, the type of solvente, the addition of organic base or the type of a counter-ion of Zn salt. It was found that the variation of these parameters led to the formation of different metalorganic structures. The solids obtained were characterized by XRD, SEM and IR. For the samples identified as MOF- 5, it was verified that the structure was composed of both interpenetrated and non interpenetrated structures. These samples showed a low stability, becoming totally transformed into another structure within less than 72 hours. The addition of the nickel and/or cobalt was found to be a promissing method for increasing the stability of MOF- 5, which in this case, still remained unconverted to another structure even after 15 days of exposure to air. The samples prepared from 1,3-H2BDC were probably new, still unknown Metal Organic Frameworks

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Redes Metalorgânicas (MOFs) são estruturas supramoleculares constituídas de íons ou clusters metálicos coordenados com ligantes orgânicos que se repetem em duas (2D) ou três (3D) dimensões. Essas estruturas têm atraído muita atenção devido às suas propriedades, como por exemplo, baixa densidade, elevada área superficial específica e elevado volume de poro livre. Neste trabalho foram sintetizadas MOFs formadas por clusters metálicos de zinco conectados por ligantes ditópicos, ácido tereftálico (1,4- H2BDC) ou isoftálico (1,3-H2BDC). Para a obtenção dos materiais propostos foram testadas diferentes rotas e parâmetros de síntese, tais como, razão molar dos precursores, adição de moléculas de molde, tipo de solvente, adição de base orgânica ou do contra-íon do sal de Zn. Constatou-se que a variação destes parâmetros pode conduzir a formação de diferentes estruturas metalorgânicas. Os sólidos obtidos foram caracterizados por DRX, MEV e IV e TG. Para as amostras onde foi identificada a rede metalorgânica MOF-5 verificou-se a existência de porções de estrutura interpenetrada, assim como de estrutura não interpenetrada. Estas amostras apresentaram baixa estabilidade, convertendo-se totalmente em outra estrutura num período de tempo inferior a 72 h. A adição de níquel e/ou cobalto mostrou-se promissora para o aumento de estabilidade da MOF-5, a qual foi identificada mesmo após 15 dias de exposição ao ar. Dentre as amostras preparadas com 1,3-H2BDC apenas uma estrutura foi identificada, com base nos bancos de dados de estruturas conhecidas, levando a crer que três redes metalorgânicas obtidas apresentam estruturas inéditas