Libro XX SCAG

XX Semana Científica “Antonio González”
Departamento de Química Orgánica
Universidad de La Laguna
Síntesis de novedosas redes metal-orgánicas estables en medios acuosos
con el propósito de utilizarlas en técnicas de extracción en fase sólida
Priscilla Rocío-Bautista 1 , Idaira Pacheco-Fernández 1 , Verónica Pino 1 , Jorge Pasán 2,3 ,
Ana M. Afonso 1 , Catalina Ruiz Pérez 2 y Juan H. Ayala 1
1 Departamento de Química, Unidad Departamental de Química Analítica, Universidad de La Laguna
(ULL), La Laguna, Tenerife, 38206, Spain
2 Laboratorio de Rayos X y Materiales Moleculares (MATMOL), Departamento de Física, Universidad de
La Laguna (ULL), La Laguna, Tenerife, 38206, Spain
3 Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Avda. Catedrático José Beltrán 2, Paterna, Valencia, 46980,
Spain
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El agua es un elemento esencial para la vida, por lo que resulta de gran interés el
desarrollo de técnicas analíticas de extracción/microextracción para la monitorización
de los posibles contaminantes medioambientales presentes en la misma. Entre las
técnicas más comúnmente empleadas cabe destacar a la extracción en fase sólida (SPE),
en la cual los analitos son retenidos en un sorbente sólido y posteriormente
determinados, fundamentalmente, con técnicas cromatográficas. En la búsqueda de
nuevos materiales sorbentes para SPE, capaces de superar en términos de costes,
selectividad y eficacia, a los ya disponibles comercialmente, cabe resaltar a las redes
metal-orgánicas (MOFs, de sus siglas en inglés, metal-organic frameworks).
Los MOFs son materiales cristalinos altamente porosos, compuestos por un
ligando orgánico y un centro metálico. Las ventajas principales que presentan estos
materiales frente a otros son su versatilidad sintética y las mayores áreas superficiales
conocidas. Entre el conjunto prácticamente infinito (al menos desde el punto de vista
teórico) de posibles MOFs, es importante dirigir la síntesis hacia estructuras estables en
medios acuosos, particularmente si se pretende su empleo en SPE.
Algunos estudios preliminares en la síntesis de MOFs han mostrado que los
ligandos con grupos carboxílicos (independientemente del número de grupos –COOH
que tenga la molécula), presentan mejor estabilidad en agua. Con respecto al centro
metálico, alcalinotérreos como el Mg y el Ca, metales de transición como Co, Zn y Zr, o
lantánidos como el Gd, son los más adecuados.
En este trabajo, se han estudiado las condiciones de síntesis de un grupo de
MOFs en reactores solvotermales (variando condiciones de temperatura, tiempo y
naturaleza del disolvente), y se han utilizado diferentes proporciones estequiométricas
de 27 ligandos carboxílicos diferentes con sales inorgánicas de Mg, Al, Gd y Zr, con la
finalidad de obtener MOFs a priori altamente estables en agua. Los distintos materiales
obtenidos en las síntesis se sometieron a diferentes técnicas de caracterización:
difracción de Rayos X, tanto en polvo como monocristal (XRD), análisis
termogravimétrico (TG/DTA), microscopía electrónica de barrido (SEM), y medidas de
adsorción de gases.
Agradecimientos: V. P. y C. R.-P agradecen al Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) el
proyecto ref. MAT2014-57465-R. P.R.-B. agradece al MINECO su Beca Doctoral (FPI). J.H.A. y V. P.
también agradecen a la Fundación CajaCanarias el proyecto ref. SPDs-AGUA05. J. P. agradece a el
proyecto ref. CTQ2013-44844-P.
Referencias:
1. Yaghi, O.M.; O’Keeffe, M.; Ockwig, N.W.; Chae, H.K.; Eddaoudi, M.; Kim, J., Nature 2003, 423,
705–714.
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