Métodos no convencionales para la preparación de polímeros de coordinación porosos. Una aproximación económica, medioambientalmente amigable y escalable

Abstract

En la última década, se ha puesto de relieve una nueva clase de material cristalino poroso con esqueleto híbrido, formado por la unión de iones o clústeres metálicos a través de ligandos puentes, los MOFs (Metal-Organic Frameworks). El gran auge de este tipo de materiales se debe a su versatilidad estructural y funcional, que hace de ellos excelentes candidatos para su aplicación en diferentes campos, como almacenamiento de combustibles gaseosos, separación y purificación de gases, catálisis heterogénea, sensórica, transporte y liberación de fármacos, etc. Hasta la fecha, la mayoría de las investigaciones se han centrado en desarrollar nuevos MOFs, analizar sus propiedades y explorar nuevas aplicaciones, sin reparar en los inconvenientes de sus síntesis que limitan su explotación comercial. Entre estos inconvenientes destacan el uso de disolventes tóxicos, reactores y técnicas difíciles de implementar a gran escala, además del empleo de ligandos costosos, complejos y no comerciales. Con el fin de buscar alternativas que ayuden a fomentar el mercado de los MOFs y su aplicación comercial, la presente memoria de Tesis propone diversas aproximaciones sintéticas. En primer lugar, se establece por vez primera la síntesis de MOFs en ausencia de disolvente asistida mediante calentamiento convencional e irradiación microondas. La ausencia de disolvente, hace de la síntesis un proceso medioambientalmente más sostenible, económico, seguro y fácilmente escalable a nivel industrial. Asimismo, se han explorado diversas rutas de síntesis para realizar modificaciones microestructurales que permitan obtener MOFs ultraporosos (3062-6032 m2¿g-1) y MOFs meso/macroporosos (20-180 nm) a costes comparativamente bajos, empleando siempre ligandos sencillos y disolventes verdes.