Síntese e estudo de polímeros de coordenação para adsorção de gases

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Almeida, Filipe Barra de
• Orientador(a): Diniz, Renata
• Banca de defesa: Rodrigues, Bernardo Lages , Marinho, Maria Vanda , Fontes, Ana Paula Soares , Leitao, Alexandre Amaral
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Polímeros de coordenação; Difração de raios X; Adsorção de gases; Coordination polymers; X ray diffraction; Gas adsorption
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4411

Este trabalho apresenta a síntese e estudo de polímeros de coordenação para adsorção de gases. Especificamente, os compostos apresentados foram sintetizados pela combinação do ligante INH com um dos ligantes H2BDC, H3BTC e H4BTC coordenados aos íons Co2+, Zn2+ e Mn2+, sendo um total de sete compostos. Os compostos Zn-H2BDC e Mn-H2BDC formaram-se como complexos moleculares simples pelos ligantes INH e H2BDC coordenados aos íons Zn2+ e Mn2+, sendo caracterizados pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho e espalhamento Raman, pela análise elementar (CHN), análise termogravimétrica (TGA e DrTGA) e por difração de raios X por monocristal. Os mesmos apresentaram várias interações intermoleculares diferenciadas e uma rica química supramolecular. Além desses compostos citados, todos os outros cinco compostos se formaram como polímeros de coordenação. Os compostos Co-H2BDC, Zn-H3BTC e Co-H3BTC apresentaram-se como polímeros de coordenação com possibilidade de serem usados em adsorção de gases. O composto Co-H2BDC foi formado pelos ligantes INH e H2BDC com o íon Co2+ e se formou como um polímero de coordenação 2D policatenado, já o composto Zn-H3BTC foi formado pelos ligantes INH e H3BTC e o íon Zn2+ e se formou como um polímero de coordenação 1D. Ambos os compostos foram caracterizados por técnicas usuais de espectroscopia tais como espectroscopia na região do infravermelho e espalhamento Raman, análise elementar (CHN), difração de raios X por monocristais e por policristais, este último com variação de temperatura; cálculos teórico-computacionais e testes de adsorção gasosa pela metodologia B. E. T.. O composto Co-H2BDC apresentou possíveis poros em relação ao eixo cristalográfico c, mas os mesmos não possuíram tamanho suficiente para estabilizar moléculas de gás N2 adsorvido. Além disso, os cálculos teórico-computacionais comprovaram a maior estabilização da estrutura dopada com Li+ e a magnetização da mesma. Para o composto Zn-H3BTC, foi verificado que a estrutura do mesmo não mantem sua cristalinidade com o aumento de temperatura, mas que o mesmo possivelmente não se decompõe na temperatura experimental do teste de adsorção gasosa, sendo que o mesmo apresentou capacidade de adsorção de gases caracteristicamente em multicamadas. O composto CoH3BTC foi formado pelos ligantes INH e H3BTC coordenados ao íon Co2+, formando um polímero de coordenação 2D que se empilham de forma invertida e em pares, formando uma estrutura lamelar com potenciais vazios nas lamelas. Este composto foi caracterizado por técnicas espectroscópicas, análise elementar (CHN), análise termogravimétrica (TGA e DrTGA) e difração de raios X por monocristais. Os compostos Co-H4BTC e Zn-H4BTC formaram-se como polímeros de coordenação 3D e 1D, composto pelos ligantes INH e H4BTC coordenados aos íons Co2+ e Zn2+, respectivamente. Ambos os composto foram caracterizados por técnicas usuais de espectroscopia como IV e espalhamento Raman, análise elementar (CHN) e difração de raios X por monocristais.