MOFs (METAL-ORGANIC FRAMEWORKS): UMA FASCINANTE CLASSE DE MATERIAIS INORGÂNICOS POROSOS

Abstract

MOFs (METAL-ORGANIC FRAMEWORKS): A FASCINATING CLASS OF POROUS INORGANIC MATERIALS. Metal-Organic Frameworks (MOFs) are, according to IUPAC, coordination polymers with an open framework containing potential voids, which can be accessible after activation processes. These materials have aroused interest in the academic environment-and more recently in industry-because their properties such as high crystallinity, permanent microporosity, high surface areas, and the possibility of functionalization. This has enabled applications in different areas, such as gas adsorption, catalysis, drug delivery, photonics and others. Depending on the judicious choice of the metals and the organic linkers, MOFs with different topologies and functions can be created. Synthetic routes for the preparation of these materials will be discussed, highlighting those in consonance with the Green Inorganic Chemistry. Strategies for controlling the size and morphology of the crystals will also be presented, as well the most recent methodologies for the large-scale production. This review will also discuss the use of MOFs in the context of energy and environment, particularly referring to the adsorption and/or transformation of CO 2 , storage of H 2 and CH 4 as well potable water capture.

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE MOFs UTILIZANDO ÁCIDO 1,4- BENZENODICARBOXÍLICO E ZINCO: NOVA ROTA VERDE HIDROTÉRMICA

“…A banda de absorção centrada em 3381 cm -1 para as amostras, é observada devido a coordenação de moléculas de água na estrutura da MOF-5-RVH. Um dos fatores que influenciam diretamente no processo de formação de cristais de uma MOF, é a natureza do solvente utilizado (Frem et al, 2018). Utilizamos a água como solvente ao invés de solventes orgânicos já relatados na literatura (Li et al, 2015), mantendo todos os outros fatores que tem influência na morfologia destes materiais constantes.…”

“…Em 2009 a IUPAC iniciou um projeto de unificação de nomenclatura, intitulado "Coordination polymers and metal-organic frameworks: terminology and nomenclature guidelines", encontra-se uma recomendação provisória publicada, porém, ainda não concluída (Batten et al, 2013). No documento a definição de MOF como polímero de coordenação (alternativamente rede de coordenação), é caracterizado por ser uma rede aberta (open framework) contendo espaços potenciais (Frem et al, 2018). Observa-se que a IUPAC caminha para uma definição genérica, deixando claro que o espaço interno precisa estar disponível e as moléculas do solvente devem estar livres para fluir e sua remoção ser testada (Frem et al, 2018).…”

“…No documento a definição de MOF como polímero de coordenação (alternativamente rede de coordenação), é caracterizado por ser uma rede aberta (open framework) contendo espaços potenciais (Frem et al, 2018). Observa-se que a IUPAC caminha para uma definição genérica, deixando claro que o espaço interno precisa estar disponível e as moléculas do solvente devem estar livres para fluir e sua remoção ser testada (Frem et al, 2018). O documento também faz a recomendação do uso de topologia para a melhor descrição das estruturas dos cristais das MOFs e dos polímeros de coordenação 3-D, segundo descrito no trabalho de (O'Keeffe et al, 2008).…”

“…As MOFs têm sido denominada atualmente com uma abreviação, seguido de um número sequenciado em termos de descoberta. As abreviações podem indicar o tipo de material (Ex: MOF metal organic framework) o tipo de estrutura (Ex: ZMOF=MOF com estrutura similar à uma zeólita) ou o laboratório que o material foi preparado (Ex: CPO = coordination polymer of Oslo) (Frem et al, 2018). O uso da fórmula empírica é uma possibilidade a esta nomenclatura, expondo o(s) metal(is), o(s) ligante(s) e a estequiometria na célula unitária, podendo aparecer também a molécula "visitante", Ex: [Zn4(O)(bdc)3].3H2O, sendo que o oxigênio e a molécula de 1,4benzenodicarboxilato (BDC) são ligantes e a H2O é uma molécula "visitante" (Frem et al, 2018).…”

“…Essas redes também chamadas polímeros de coordenação vem se destacando no âmbito das pesquisas por apresentarem tamanho elevados dos poros, assim como podem proporcionar a adsorção de maiores moléculas e consequentemente possibilitar a ampliação dos processos catalíticos (Sharma & Feng, 2019). Diante dessa perspectiva, e devido as suas propriedades específicas, estudos vêm sendo desenvolvidos utilizando tais materiais para aplicações em diversas áreas, como armazenamento de gases (Frem et al, 2018), fotônica (Cui, He & Qian, 2018), sensoriamento de moléculas (Zhang et al, 2018), incorporação e carreamento de fármacos (Lima Neto et al, 2019) entre outros.…”