Síntese e caracterização de redes metalorgânicas (MOF) e do compósito MOF-óxido de ferro utilizando a técnica de ultrassom

Abstract

Redes Metalorgânicas (MOFs) são estruturas supramoleculares constituídas de íons ou clusters metálicos coordenados com ligantes orgânicos que se repetem formando estruturas cristalinas em uma, duas ou três dimensões. A variação da natureza e da funcionalidade do ligante, o átomo de metal e as diversas condições da síntese são responsáveis pela formação de um grande número de compostos porosos com uma variedade de propriedades. Esses materiais têm atraído muita atenção da comunidade científica devido às suas propriedades, como por exemplo, elevada área superficial e elevado volume de poro livre, o que os torna compostos promissores para potenciais aplicações em catálise, separação e armazenamento de gases, sensores óticos, entre outros. Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento do método sonoquímico para a preparação de MOFs e compósito MOF/óxido-metálico. Foram sintetizadas redes formadas por íons de ferro conectados por ligantes ditópico e multidentado, ácido ftálico (1,2-H₂BDC) e ácido trimésico (1,3,5-H₃BTC). Também foram realizadas sínteses do compósito MOF/óxido de ferro em uma única etapa através do método sonoquímico, que conferiu propriedade magnética a rede metalorgânica. Além disso, outras MOFs foram obtidas com íons de Zinco e Níquel e o ácido trimésico, para verificar a reprodutibilidade do método por ultrassom. Para a obtenção dos materiais propostos foram testados os parâmetros de síntese, tais como, razão molar dos precursores e variação molar de oxidantes. Constatou-se que a variação destes parâmetros pode conduzir a formação de diferentes estruturas metalorgânicas. Os sólidos obtidos foram caracterizados por DRX, MEV, IV, TGA, porosimetria e medidas magnéticas. Com relação às propriedades magnéticas foram observadas que as amostras apresentam comportamento ferromagnético, dependendo das condições de sínteses.