Publication: Novel Metal-Organic Frameworks and composites : synthesis and applications
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Publication Date
2022-02-03
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Due to the socioeconomic impact of their applications, the development of new multifunctional materials has been increased in the last years. Among functional materials, porous coordination polymers or Metal- Organic Frameworks (MOFs) have appeared as one of the most promising. MOFs are crystalline hybrid materials built up from inorganic nodes (cations, clusters, chains, etc.) and polytopic organic linkers. The irregular and important porosity (Brunaeur-Emmett-Teller (BET) surface area up to 7800m2·g-1; pore diameters from 3 to 98 Å and pore volume up to 5 cm3·g-1), combined with their huge structural variety and their large chemical versatility make these materials excellent candidates to be applied in a large panel of different applications (fluid storage and separation, heterogeneous catalysis, sensing, biomedicine, energy and environment, among others).In this PhD thesis, the synthesis, full characterization and potential application of 4 new MOF structures is described. These materials (branded as IEFs from IMDEA Energy Frameworks) are based on photoactive polydentate ligands (i.e. squarate, triazine phosphonate, pyrene phosphonate derivatives) and different metal ions (i.e.Ni(II), Bi(III), Zr(IV) and Ti(IV))...
El desarrollo de nuevos materiales multifuncionales ha incrementado durante los últimos años debido al impacto socioeconómico de sus aplicaciones. Los polímeros de coordinación porosos o Redes Metal-Orgánicas (o materiales tipo MOF, por sus siglas en inglés Metal-Organic Frameworks) han aparecido, de entre todos los materiales existentes, como unos de los más prometedores. Los MOFs son materiales híbridos cristalinos formados por núcleos inorgánicos (cationes, clústeres, cadenas, etc.) y ligandos orgánicos polidentados. Su porosidad ordenada (superficie específica Brunaeur-Emmett-Teller (BET) de hasta 7800 m2·g-1; diámetros de poro de 3 a 98 Å y volumen de poro de hasta 5 cm3·g-1) derivada de su estructura cristalina, combinada con su gran variedad estructural y su inmensa versatilidad química hacen de estos materiales excelentes candidatos para ser aplicados en una amplia selección de aplicaciones (separación y almacenamiento de fluidos, catálisis heterogénea, sensores, biomedicina, energía y medioambiente, entre otras).En esta tesis doctoral se describe la síntesis, caracterización completa y aplicación de 4 nuevas estructuras tipo MOF. Estos materiales (denominados como IEFs, de las siglas en inglés correspondientes a IMDEA Energy Frameworks) están compuestos por ligandos fotoactivos (i.e. derivados de escuarato, triazina fosfonato y pireno fosfonato) y diferentes iones metálicos (Ni(II), Bi(III), Zr(IV) y Ti(IV))...
El desarrollo de nuevos materiales multifuncionales ha incrementado durante los últimos años debido al impacto socioeconómico de sus aplicaciones. Los polímeros de coordinación porosos o Redes Metal-Orgánicas (o materiales tipo MOF, por sus siglas en inglés Metal-Organic Frameworks) han aparecido, de entre todos los materiales existentes, como unos de los más prometedores. Los MOFs son materiales híbridos cristalinos formados por núcleos inorgánicos (cationes, clústeres, cadenas, etc.) y ligandos orgánicos polidentados. Su porosidad ordenada (superficie específica Brunaeur-Emmett-Teller (BET) de hasta 7800 m2·g-1; diámetros de poro de 3 a 98 Å y volumen de poro de hasta 5 cm3·g-1) derivada de su estructura cristalina, combinada con su gran variedad estructural y su inmensa versatilidad química hacen de estos materiales excelentes candidatos para ser aplicados en una amplia selección de aplicaciones (separación y almacenamiento de fluidos, catálisis heterogénea, sensores, biomedicina, energía y medioambiente, entre otras).En esta tesis doctoral se describe la síntesis, caracterización completa y aplicación de 4 nuevas estructuras tipo MOF. Estos materiales (denominados como IEFs, de las siglas en inglés correspondientes a IMDEA Energy Frameworks) están compuestos por ligandos fotoactivos (i.e. derivados de escuarato, triazina fosfonato y pireno fosfonato) y diferentes iones metálicos (Ni(II), Bi(III), Zr(IV) y Ti(IV))...
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Química Inorgánica I, leída el 27-07-2021.