Estudio del efecto de la funcionalización de ligandos orgánicos para el desarrollo de redes organometálicas tipo MOFs de magnesio en la adsorción de dióxido de carbono (CO₂)

Rosas Ardila, Daniela

Estudio del efecto de la funcionalización de ligandos orgánicos para el desarrollo de redes organometálicas tipo MOFs de magnesio en la adsorción de dióxido de carbono (CO₂)

dc.contributor.advisor	Ramírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisor	Martínez Ortega, Fernando
dc.contributor.author	Rosas Ardila, Daniela
dc.contributor.evaluator	Mejía Ospino, Enrique
dc.contributor.evaluator	Baldovino Medrano, Víctor Gabriel
dc.date.accessioned	2022-09-14T14:06:53Z
dc.date.available	2022-09-14T14:06:53Z
dc.date.created	2022-09-07
dc.date.issued	2022-09-07
dc.description.abstract	Las Redes Organometálicas (MOFs) han demostrado una alta capacidad de adsorción de dióxido de carbono (CO₂) en comparación con otras estructuras como las zeolitas o el carbón activado. Las MOFs a base de magnesio son muy atractivas debido a su carácter iónico que permite aumentar la capacidad de adsorción del material comparado con otras MOFs. Además, la funcionalización de diferentes ligandos con el clúster de magnesio durante la síntesis permite reorganizar la estructura cristalina aumentando las interacciones entre el CO₂ y potenciando la capacidad de adsorción. Esta investigación tuvo como objetivo estudiar el efecto de la adición de diferentes ligandos derivados del ácido tereftálico durante la síntesis solvotérmica de MOFs de magnesio, sobre las propiedades texturales y estructurales, la estabilidad térmica y la capacidad de adsorción de CO₂. Inicialmente, se sintetizaron dos tipos de MOFs de magnesio utilizando como ligando el ácido tereftálico y el ácido 2,5-dihidroxitereftálico, respectivamente. Ambos materiales fueron reportados previamente en la literatura y se consideraron como el grupo control. Posteriormente, se sintetizaron nuevos materiales a partir de la funcionalización de cada ligando utilizado en la primera parte con dos nuevos ligandos derivados del ácido tereftálico: ácido 2-aminotereftálico y ácido 2-nitrotereftálico. Las propiedades texturales se evaluaron con isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, la identificación de grupos funcionales por espectroscopia infrarroja (IR), la cristalinidad por difracción de rayos X (DRX), la morfología por microscopía electrónica de barrido (SEM), la estabilidad térmica por análisis termogravimétrico (TGA), y, el estado químico por resonancia magnética nuclear de protones (HRMN). Los resultados se compararon con las muestras no funcionalizadas. Posteriormente, se estudió la capacidad de adsorción con un equipo termogravimétrico y se calculó la cantidad adsorbida de CO₂ para cada muestra. La funcionalización de nuevos ligandos permitió mejorar la capacidad de adsorción de CO₂ de las MOFs convirtiéndolas en materiales prometedores para aplicaciones de almacenamiento de gas.
dc.description.abstractenglish	MOFs have shown high CO₂ adsorption capacity compare to other structures such as zeolites or activated carbon. Magnesium-based MOFs are very attractive because of its high ionic character of the metal site that allow the material to present higher adsorption capacity than other MOFs. Moreover, the functionalization of different linkers on Magnesium-MOFs allows reorganizing the crystalline structure increasing the interactions between the CO₂ and enhancing the adsorption capacity. This research aimed to study the effect of the addition of different linkers derived from terephthalic acid during Magnesium-MOF synthesis, on the textural and structural properties, thermal stability, and CO₂ adsorption capacity. At first, two Magnesium-based MOFs were synthesized by using different ligands such as terephthalic acid and 2,5-dihydroxyterephthalic acid, respectively. Both MOFs reported from literature and were considered as the control group. Then, new materials were synthesized by the functionalization of each ligand used from the first part of the investigation and each new linker derived from terephthalic acid: 2-aminoterephthalic acid and 2-nitroterephthalic acid. The textural properties, identification of functional groups, crystallization, chemical state and thermal stability, were evaluated with N₂ adsorption-desorption isotherms, IR spectrometry, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Proton nuclear magnetic resonance (HNMR) and Thermogravimetric Analysis (TGA), respectively. The results were compared with the no functionalized samples. Finally, the adsorption capacity was studied with a Thermogravimetric equipment and the quantity of CO₂ was calculated for each sample. The functionalization of new linkers allows improving the CO₂ adsorption capacity of the MOFs converting them into promising materials for gas storage applications.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11389
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	MOFs
dc.subject	magnesio
dc.subject	dióxido de carbono
dc.subject	adsorción
dc.subject	ácido tereftálico
dc.subject.keyword	Magnesium-based MOFs
dc.subject.keyword	Mg-MOF-74
dc.subject.keyword	terephthalic acid
dc.subject.keyword	CO₂ storage
dc.title	Estudio del efecto de la funcionalización de ligandos orgánicos para el desarrollo de redes organometálicas tipo MOFs de magnesio en la adsorción de dióxido de carbono (CO₂)
dc.title.english	Magnesium-based Metal-Organic Frameworks modified with organic ligands to carbon dioxide (CO₂) storage applications
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dspace.entity.type