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

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dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisorBaldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.contributor.authorArdila Suárez, Carolina
dc.contributor.evaluatorNiño Gómez, Martha Eugenia
dc.contributor.evaluatorHenao Martínez, José Antonio
dc.contributor.evaluatorDuarte Duarte, Diana Paola
dc.contributor.evaluatorBurgos Beltrán, Juan Carlos
dc.contributor.evaluatorGómez Gualdrón, Diego
dc.date.accessioned2022-04-01T05:16:54Z
dc.date.available2022-04-01T05:16:54Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractLa 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.
dc.description.abstractenglishThe MOF-808 is a promising material of the Zr-based MOFs family due to its high surface area and large pore size distributions. However, this material's microporous character is a disadvantage for practical applications due to accessibility and transport limitations caused by the restricted access of molecules into its structure. In this contribution, the systematic design of MOF-808 and its subsequent modifications were performed to synthesize acidic, ordered, and interconnected materials with multi-modal porosity and its evaluation in the liquid-phase glycerol esterification with acetic acid. In this work, a systematic design of the MOF-808 and its subsequent modification was performed for the obtainment of acidic, ordered, and interconnected materials with multi-modal porosity and their evaluation in the glycerol esterification with acetic acid in the liquid phase. Theoretical calculations and experimental tests were employed to correlate the materials' acidity with their catalytic activity. Furthermore, the surfactant and modulator's addition allows the synthesis of ordered and crystalline micro/macroporous materials. The CTAB addition seems not to affect the chemical composition at the surface neither the surface properties of MOFs compared to the materials synthesized with no surfactant. Furthermore, the catalytic tests reflected that the interconnected porosity of synthesized materials favored the diffusion and accessibility of bulk molecules, leading to improved catalyst performance during the glycerol esterification in liquid-phase. Related to the MOFs sulfation, this post-synthetic modification does not affect the materials' connectivity and does affect the number and strength of the catalysts acidic sites and, consequently, their catalytic activity. Finally, the surface characterization reflected that the sulfated groups are attached and well distributed on the catalyst surface.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001430159
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8649-2218
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9631
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectMOFs
dc.subjectIngeniería de defectos
dc.subjectCatálisis heterogénea
dc.subjectQuímica superficial
dc.subject.keywordMOFs
dc.subject.keywordDefect Engineering
dc.subject.keywordHeterogeneous Catalysis
dc.subject.keywordSurface Chemistry
dc.titleDiseño sistemático de MOFs de zirconio a través de ingeniería de defectos y su aplicación en reacciones de esterificación en fase líquida
dc.title.englishSystematic Design of Defect Engineered Zr-MOFs and their Applications in Liquid- Phase Esterification Reactions
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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