Publicación:

Diseño sistemático de MOFs de zirconio a través de ingeniería de defectos y su aplicación en reacciones de esterificación en fase líquida

Resumen

La MOF-808 es un material prometedor de la familia de MOFs a base zirconio, debido a su alta área superficial. Sin embargo, el carácter microporoso de este material es una desventaja para aplicaciones prácticas debido a limitaciones de transporte causadas por el acceso restringido de moléculas dentro de la estructura. En este trabajo se desarrolló tanto el diseño sistemático de la MOF-808 como su subsecuente modificación con el fin de obtener materiales ácidos, ordenados e interconectados con porosidad multimodal y su evaluación en la esterificación del glicerol con ácido acético en fase líquida. Se realizaron simultáneamente cálculos teóricos y mediciones experimentales con el fin de correlacionar la acidez del material con su actividad catalítica. Además, la adición de surfactantes y moduladores permite la síntesis de materiales micro/macroporosos ordenados y cristalinos. La adición de CTAB no parece alterar la composición química superficial ni las propiedades ácidas de las MOFs en comparación con los materiales sintetizados sin surfactante. Asimismo, las mediciones catalíticas reflejan que la porosidad interconectada de los materiales sintetizados con surfactantes favorece la difusión y accesibilidad de las moléculas, lo que conlleva a un mejoramiento del comportamiento del catalizador en la reacción de esterificación de glicerol en fase líquida. En cuanto a la sulfatación de las MOFs, esta modificación postsintética no afecta la interconectividad de los materiales y sí aumenta el número y fuerza de los sitios ácidos de los catalizadores y por consiguiente su actividad catalítica. Finalmente, la caracterización superficial refleja que los grupos sulfatados se encuentran unidos y bien distribuidos sobre la superficie del catalizador.