Carbones porosos derivados de redes metal-orgánicas del tipo MOF-74 para su uso como adsorbentes

Abstract

[spa] En este trabajo se han preparado diferentes redes metal-orgánicas del tipo MOF-74 a temperatura ambiente y, a partir de las mismas, los correspondientes carbones porosos derivados mediante su calcinación a 1000 ºC en atmósfera inerte. Los materiales obtenidos se han caracterizado mediante difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja de molécula sonda, microscopía electrónica, termogravimetría y adsorción-desorción de nitrógeno a 77 K. Se ha estudiado la aplicabilidad de dos carbones porosos en la extracción de dos colorantes (naranja de metilo y el azul de metileno) y de un potencial disruptor endocrino (bisfenol A). Se han obtenido porcentajes elevados de extracción de los tres contaminantes para ambos carbones, siendo en todos los casos superiores para el carbón c-Zn-MOF-74, probablemente debido a su mayor área superficial (1285 m2 · g-1). Aunque el carbón c-10Ni/Zn-MOF-74 presenta una menor área superficial (652 m2 · g-1), se trata de un material magnético, lo que facilita el proceso de separación tras la extracción del contaminante. La naturaleza química de los carbones porosos, junto con los elevados porcentajes de extracción obtenidos, indican que probablemente haya una interacción de tipo − entre adsorbente y adsorbato. Sin embargo, otro tipo de interacciones, como fuerzas electrostáticas, pueden tener un papel importante en el proceso de extracción.

[eng] In this work, different MOF-74 metal-organic frameworks have been prepared at room temperature and their derived porous carbons have been prepared by calcination in inert atmosphere at 1000 ºC. The obtained materials have been characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy of probe molecule, electron microscopy, thermogravimetry and nitrogen adsorption-desorption at 77 K. The application of the obtained porous carbons for the extraction of two dyes (methyl orange and methylene blue) and a potential endocrine disrupting agent (bisphenol A) have been studied. High percentages of extraction of the three pollutants have been obtained, being in all cases higher for the carbon c-Zn-MOF-74, probably due to its greater surface area (1285 m2 · g-1). Although the carbon c-10Ni/Zn-MOF-74 has a smaller surface area (652 m2 · g-1), its magnetic properties facilitate the separation process after the extraction of the pollutant. The chemical nature of the porous carbons together with the high extraction percentages obtained mark out the − interactions between adsorbent and adsorbate probably as the main sorption mechanism. However, other interactions such as electrostatics, could be possible.