Sintesis y caracterización de membranas de ZIF, soportadas en alfa-alumina

Abstract

Las estructuras zeoliticas de imidazol mejor conocido como ZIFs (del ingles Zeolitica Imidazolate Frameworks) son un subgrupo de los MOFs, los cuales son estructuras metal-organicas (del ingles Metal Organic Frameworks). Estos materiales tienen una gran variedad de aplicaciones en diferentes campos, debido a sus propiedades como area superficial alta, flexibilidad en los poros, estabilidad quimica y termica, entre otras. Las cuales son preferidas en lugar de las zolitas e incluso mejores que algunos MOFs (por ejemplo el MOF-2). Es por eso que en este proyecto se trabajaron con dos ttipos de ZIFs (ZIF-7 y ZIF-8), ambos integrados con Zn (metal y sus diferentes grupos de imidazol benzimidazol y 2-metilimidazol respectivamente. Dichos cristales se colocaron sobre soportes de alumina, con el fin de obtener membranas. Se hicieron soportes de alumina con el uso de una prensa, despues se les da un tratamiento térmico ty finalmente se pule una de las caras. el método empleado comienza con un crecimiento por impregnación de los cristales sobre el soporte, en la cual evaporación del disolvente (alcohol) promueve la precipitación de ligante (blm o mlm). Posteriormente el crecimiento solvotermal de la membrana, en el cual se coloca el ligante en el desprotonador para generar el crecimiento de los cristales. Se caracterizaron los cristales y membranas de ZIF, mediante DRX de polvos para confirmar la fase obtenida. En el caso del ZIF-7 se observo una transicion de fase debido a que se sitetizo con un disolvente diferente, cambiando el poro de largo a estrecho. Para el ZIF-8 aunque se modifico la cantidad de catalizador empleado en la sinteis, no hubo algun cambio en la estructura en base al difractograma. En el analisis de TGA se confirma la estabilidad termica de ambos materiales tienen, los cuales inician su descomposición a partir de los 400 C. El analisis de la morfologia se realizo mediante microscopia (SEM), se obseva para el ZIF-7 un grosor de la membrana de 15 micrometros y los cristales presentan forma rectangular y cubica, para el ZIF-8 el grosor de 15 micrometros, donde los cristales obtenidos tienen forma de rombododecaedro.