Sínteses de Redes Metalorgânicas (MOFs) de cobalto e ácido tereftálico reciclado de garrafas PET

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Seabra, Victor
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ácido tereftálico; cobalt; cobalto; MOF; PET; terephthalic acid
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-16072024-172119/

No presente estudo foi otimizado o tempo de reação para a obtenção de ácido tereftálico (BDC) de garrafas PET para usá-lo em sínteses de Metal-Organic Frameworks (MOFs) de cobalto. O método de extração do BDC foi otimizado em 20 minutos o que normalmente leva muitas horas. O BDC extraído foi funcionalizado com grupos funcionais nitro e amino, gerando os ligantes NBDC e ABDC, respectivamente. A síntese do ligante ABDC foi feita via metodologia inédita. Os ligantes foram caracterizados por RMN e FT-IR. Os rendimentos dos ligantes citados anteriormente foram respectivamente 92, 60 e 55%. As MOFs foram sintetizadas com os ligantes BDC e NBDC alternando nos solventes (DMAc e DMF). Os monocristais de MOF sintetizados tiveram suas estruturas elucidadas via Difração de Raios X de monocristal. A MOF com o ligante BDC e solvente DMAc e a MOF com o ligante NBDC e solvente DMF possuem estruturas inéditas, enquanto a MOF usando como ligante BDC e solvente DMF e o MOF usando como ligante NBDC e solvente DMAc, já foram resolvidas. A esfera de coordenação dos centros metálicos das MOFs conhecidas, observou-se distorções nas distâncias de ligação para todos as MOFs com exceção da MOF que foi usado como ligante NBDC e solvente DMF. Quando aferidos os diâmetros dos poros dos cristais das MOFs, observou-se que MOFs sintetizadas em solvente DMAc possuem maior diâmetro de poros que os sintetizados em DMF para o mesmo ligante de suporte. Fotografias via MEV foram obtidas com o intuito de aferir as dimensões de seus poros e a sua topologia. Pode-se constatar via MEV que os diâmetros de poro das MOFs MOF-NBDC-DMF possui maior valor médio que os da MOF-NBDC-DMAc além de possibilitar a determinação de intervalos de confiança para os diâmetros médios de poro para ambas MOFs com níveis de confiança de 68, 95 e 99,7%. Para as MOFs de cujo ligante de suporte foi usado o BDC, foi observado uma superfície rugosa e não porosa como de esperado. Via EDX pode-se constatar a disparidade de composição dos MOFs como esperado e observado via DRX de monocristal. A MOF-BDC-DMF é mais rica em átomos de carbono dado que possui uma molécula a mais de BDC em sua unidade de repetição ao passo que a MOF- BDC-DMAc é mais abundante em cobalto dado que possui um átomo de cobalto a mais em sua composição da unidade de repetição.