Síntesi i caracterització de xarxes metal·lorgàniques tipus MIL-101 funcionalitzades per al seu ús com adsorbents de contaminants orgànics

Abstract

[cat] En aquest treball s’han preparat, per síntesi solvotermal, dues xarxes metal·lorgàniques del tipus MIL-101-Cr, una d’elles funcionalitzada amb un grup sulfònic (MIL-101-Cr-SO3H). Ambdues s’han caracteritzat estructural, textural i morfològicament mitjançant difracció de raigs X, adsorció física de N2 i microscòpia electrònica. S’ha avaluat la seva aplicabilitat en l’extracció de paraquat (perillós herbicida present en les aigües contaminades), incloent estudis d’isotermes d’adsorció, cinètica i pH, observant-se millors resultats per al MIL-101-Cr-SO3H. També s’ha demostrat la reciclabilitat del MIL-101- Cr-SO3H en un estudi de 5 cicles consecutius d’adsorció. Finalment, s’han preparat i caracteritzat dispositius funcionals mitjançant la combinació de suports impresos en 3D amb el MIL-101-Cr-SO3H, els quals han demostrat una elevada efectivitat per a l’extracció de paraquat.

[spa] En este trabajo se han preparado, por síntesis solvotermal, dos redes metalo-orgánicas del tipo MIL-101-Cr, una de ellas funcionalizada con un grupo sulfónico (MIL-101-Cr-SO3H). Ambas se han caracterizado estructural, textural y morfológicamente mediante difracción de rayos X, adsorción física de N2 y microscopía electrónica. Se ha evaluado su aplicabilidad en la extracción de paraquat (peligroso herbicida presente en las aguas contaminadas), incluyendo estudios de isotermas de adsorción, cinética y pH, observándose mejores resultados para el MIL-101-Cr-SO3H. También se ha demostrado la reciclabilidad del MIL-101-Cr-SO3H en un estudio de 5 ciclos consecutivos de adsorción. Finalmente se han preparado y caracterizado dispositivos funcionales mediante la combinación de soportes impresos en 3D con el MIL-101-Cr-SO3H, los cuales han demostrado una elevada efectividad para la extracción de paraquat.

[eng] In this work, two metal-organic frameworks of the MIL-101-Cr type have been prepared by solvothermal synthesis, one of them functionalized with a sulfonic group (MIL-101-Cr-SO3H). Both have been characterized structural, textural, and morphologically by X-ray diffraction, physical N2 adsorption, and electron microscopy. Their applicability for the extraction of paraquat (a dangerous herbicide present in polluted water) has been evaluated, including adsorption isotherms, kinetic and pH studies, observing better results for MIL-101-Cr-SO3H. The recyclability of MIL-101-Cr-SO3H has also been demonstrated in a study of 5 consecutive adsorption cycles. Finally, functional devices have been prepared and characterized by combining 3D printed supports with MIL-101-Cr-SO3H, which have shown high efficiency for the extraction of paraquat.