hkust HONG KONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECNOLOGY

Nanomateriales

1. hkust H ong Kong U niversity O f S cience A nd T echnology Unidad Académica de Ciencias Químicas Máster en Química Supramolecular Ingeniería de Cristales Fabiola Rodríguez Martínez

2. índice

3. i. introducción Zeolitas MOF ( Metal Organic Framework, polímero cristalino con nanoporos )  Útil como catalizador  Soporte para la catálisis o catalizadores Estabilidad térmica 1000°C <100°C <1 nm 1nm>

4. Funcionalización de sitios metálicos abiertos de MOF con aminas colgantes para CO 2 captura

5. Uso de soluciones de amina básicas. Alta temperatura para invertir el proceso. Fuga de aminas al medio ambiente. En consecuencia Necesitamos MOF

6. adsorción por oscilación de presión (PSA) Temperatura Presión Válvulas MOF Cu 3 ( btc ) 2 ( btc : 1,3,5-bencenotricarboxilato ) Gran área superficial Alto volumen de poros Estabilidad química Acidez de Lewis

7. La estructura del HKUST está compuesta por dos iones de cobre unidos entre sí (centro inorgánico binuclear), que están coordinados con cuatro carboxilatos procedentes del ligando (BTC = 1,3,5-benceno tricarboxilato ) Las moléculas de agua coordinadas axialmente a los centros de Cu(II) se pueden eliminar fácilmente mediante la activación térmica del compuesto a 423 K

8. Las aminas reaccionan de forma rápida , selectiva y reversible con el CO 2 . Desventajas Alta corrosividad Se degradan formando sales estables Impurezas como (HCl, HF, Hg) Compuestos orgánicos Trazas de compuestos inorgánicos. Se ha estudiado el efecto de la estereoquímica de aminas sobre el CO 2 Ofrecían una amina alifática colgante después de la coordinación para abrir sitios metálicos de la funcionalización del Cu coordinativamente insaturado.

9. Cu 3 ( btc ) 2 (en) 2.4 ( 1@en ) Cu 3 ( btc ) 2 (3-picolylamine) 2 ( 1@3pico ) Cu 3 ( btc ) 2 (4-picolylamine) 1.5 ( 1@4pico ) XRPD (Difracción de RX en polvo) y el análisis termogravimétrico son indicativos de que los materiales funcionalizados conservan la estructura , la estabilidad térmica y mecánica del marco original. Sin saturación completa Probable impedimento histérico dentro de los poros

10. Gases de prueba N 2 (77 K) CO 2 (273 K, 298K, 323K) La accesibilidad de las moléculas huésped dentro de las redes porosas fue evaluada por experimentos de adsorción sólido-gas involucrando diferentes gases de prueba Las isotermas de adsorción indican la introducción de la funcionalización de aminas en 1@en, 1@3pico y 1@4pico es responsable de la perdida de permeabilidad de N 2 Son indicativas de que el CO 2 todavía es capaz de difundirse dentro del marco poroso de estos sistemas funcionalizados como consecuencia de su mayor energía cinética

11. Pendiente más alta en la región de baja presión 0.1 Una mejora de CO 2 interacción con la estructura porosa

12. 1@3pico --- 1@4pico estereoquímica Relacionada a la fijación de CO 2 por interacción cooperativa entre la amina y el lugar del metal adyacente de Acido-base de Lewis.

13. Usando He como gas portador inerte y una mezcla equimolar de N 2 , CO 2 y H 2 La interacción entre estos sistemas con H 2 O Estudio detallado de la selectividad de adsorción de este sistema comparando su rendimiento para la captura de CO 2 a 1. Interacción fuerte del adsorbato con el sistema 1@3pico comparado con el original 1 Tiempos de retención Por contraste, N 2 y H 2 exhiben interacciones débiles con la red porosa.

14. Los altos valores de ∆ H ads y K H para CO 2 por1@3pico debe explicarse por la interacción del CO 2 con la interacción cooperativa de sitios de aminas básicas y sitios de metales abiertos de Cu adyacentes. El bloqueo de sitios metálicos abiertos en 1@3pico por las aminas bifuncionales disminuye la interacción del marco con H2O mientras favorece CO2como puede deducirse de la H2O/CO2 coeficientes de partición Para cuantificar la fuerza de la interacción de estas moléculas huésped con los MOFs

15. Para mostrar el comportamiento de los materiales en CO2 Estos resultados están de acuerdo con una mejora de CO 2 adsorción, así como una mejora de la selectividad de CO 2 adsorción sobre H 2 O con funcionalización

16. CONCLUSIONES En conclusión, hemos llevado a cabo la funcionalización de1con diferentes aminas bifuncionales. Hay un fuerte efecto de estereoquímica de aminas en CO 2 con 3-picolilamina en 1@3pico dando lugar al mejor rendimiento. Además, los experimentos de cromatografía de gases de pulso son indicativos de la mejora de la interacción de CO 2 en1@3pico en comparación con el original1como consecuencia de la incorporación de los sitios básicos de amina mientras que la interacción con H 2 O disminuye como consecuencia del bloqueo de los sitios metálicos abiertos.

17. Gracias