Síntesis y caracterización de materiales híbridos MIL-100@Carbón para su uso como adsorbentes

Abstract

[spa] En este trabajo se ha preparado la red metal-orgánica MIL-100(Fe) y se ha obtenido su correspondiente carbón poroso derivado mediante la calcinación del MOF a 600 oC en atmósfera inerte. A partir del carbón obtenido se han sintetizado materiales híbridos MIL-100(Fe)@c-MIL-100(Fe) a diferentes tiempos de reacción mediante el crecimiento in-situ de la red metal-orgánica sobre el carbón. Estos materiales se han caracterizado cristalográfica, morfológica y texturalmente mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y la medida de las isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno a 77 K. Se ha realizado un estudio sobre la eficacia del material híbrido obtenido para la extracción de contaminantes orgánicos, obteniendo elevados porcentajes de extracción de Rodamina B en agua (90% después de 60 minutos de extracción). Las propiedades magnéticas del material híbrido MIL-100(Fe)@c-MIL-100(Fe) permiten la separación del adsorbente del medio acuoso con la aplicación de un campo magnético externo. Se han estudiado las posibles interacciones entre el material híbrido y el contaminante orgánico mediante la medida del potencial Zeta del material híbrido. Finalmente, también se ha estudiado la reciclabilidad del material, logrando un porcentaje de extracción superior al 90% tras el quinto ciclo.

[eng] In this work, the metal-organic framework MIL-100(Fe) has been prepared and its derived porous carbon has been obtained by calcination of the MOF at 600 oC in inert atmosphere. From the obtained carbon, the hybrid MIL-100(Fe)@c-MIL-100(Fe) materials have been synthesized at different reaction times by in-situ growth of the MOF on the carbon. The crystallographic, morphological and textural characterization of these materials has been carried out by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77 K. The efficiency of the obtained hybrid material for the extraction of organic pollutants has been studied, obtaining high extraction percentages of Rhodamine B in water (90% after 60 minutes). The magnetic properties of the MIL-100(Fe)@c-MIL-100(Fe) allow the separation of the adsorbent from the aqueous medium with an external magnetic field. The possible interactions between the hybrid material and the organic dye have been studied by the potential Zeta measurement. Finally, the recyclability of the material has been investigated, obtaining an extraction percentage higher than 90% after the fifth cycle.