Síntesis y caracterización del MOF MIL-127(Fe)

Abstract

Los polímeros de coordinación o los esqueletos metal-orgánicos (MOFs), son excelentes candidatos para el desarrollo de nuevos materiales porosos debido a su naturaleza, composición y versatilidad estructural, lo que abre una nueva posibilidad de controlar las características del material en base a las propiedades químicas de los grupos funcionales, así como la geometría y dimensiones de los poros, canales y el enrejado molecular. Estos materiales presentan múltiples aplicaciones en campos tan diversos en los que se destaca el almacenamiento y separación de gases, captura de CO2, liberación controlada de medicamentos y catálisis, entre otros. Los esqueletos metal-orgánicos (MOFs) son uno de los materiales más prometedores que se han desarrollado y estudiado en las últimas décadas. En el presente trabajo se planteó el objetivo de sintetizar y caracterizar el ligante; ácido 3,3´,5,5´-azobencentetracarboxílico y el MOF MIL-127 basado en el catión trivalente Fe(III). El MOF MIL-127(Fe) o también llamado MOF-soc-(Fe), es un material microporoso y está formado por el trímero -oxo-hierro, el ligante H4abtc. Este ligando posee una gran versatilidad estructural basado en sus ochos átomos de oxígeno donadores de pares de electrones, que le permiten coordinarse al metal en múltiples modos de enlace. Se realizó la síntesis del ligante H4abtc, empleando ácido 5-nitroisoftálico en medio básico para obtener el azobenceno funcionalizado, con un rendimiento del 55%. Se efectuó su caracterización mediante Resonancia Magnética Nuclear, Espectrometría de Masas y Espectroscopia Infrarroja. En la síntesis por el método solvotermal se obtuvieron los MOFs en diferentes condiciones de reacción, siendo los materiales sintetizados en isopropanol; HVA01 (ligante:sal, 1:2), HVA02 (ligante:sal, 1:4), HVA06 (ligante:sal, 3:8, c=0.0734), HVA09 (ligante:sal, 3:8, c=0.0509) y los obtenidos en DMF; HVA10 (ligante:sal, 1:5), HVA12 (ligante:sal, 1:1), HVA13 (ligante:sal, 1:2), los que presentaron similitud con el MOF MIL-127(Fe), mientras que las reacciones efectuadas a evaporación lenta no procedieron, por lo que la mejor ruta de síntesis para MOF MIL-127(Fe), fue el método solvotermal en isopropanol.