Síntese ambientalmente segura do IRMOF-3: uma proposta aplicando o método mecanoquímico - Isquibola, Guilherme [UNESP] (2023)
As estruturas metalorgânicas (MOF) são compostos emergentes que tem ganhado elevado destaque nas ciências de materiais por conta de diversos fatores, tal como a presença de poros em sua estrutura, que possibilitam seu uso nos mais vastos campos de aplicação, como para o delivery de medicamentos, sensoriamento de gases, estocagem de combustíveis e em diversas outras áreas de estudo. Usualmente, tais estruturas são sintetizadas por método solvotérmico, que utiliza de solventes com alto ponto de ebulição, mantidos por horas em um reator que gera um ambiente com elevada pressão, facilitando os processos de nucleação. No entanto, o uso de solventes tóxicos e o tempo de produção tornam a síntese solvotérmica pouco atrativa em um contexto ambiental, incentivando a busca e aplicação de novos métodos que atendam aos preceitos formulados pela química verde. Neste sentido, os métodos mecanoquímicos surgem como uma alternativa para se alcançar a produção de MOFs sob condições ambientalmente seguras. A mecanoquímica ocorre pela moagem dos reagentes, condição que enfraquece ligações e favorece a formação de novas, em abordagens conhecidas por moagem pura (neat grinding, NG) e moagem assistida por líquido (liquid assisted grinding, LAG). Assim, esse trabalho objetivou o desenvolvimento e a exploração da síntese verde do IRMOF-3 por métodos mecanoquímicos via NG e LAG. As variáveis que interferem em um processo mecanoquímico e que foram estudadas no trabalho foram a fonte de zinco, proporção metal:ligante, tempo de síntese, frequência e o volume de solvente. A condição de síntese mecanoquímica que apresentou os melhores resultados da otimização foi com o uso de acetato de zinco como fonte de metal, abordagem LAG com adição de 5 mL de dimetilformamida, em uma proporção metal:ligante 1:3 sob um tempo de moagem de 60 minutos a 18,3 Hz de frequência. Os compostos produzidos via síntese mecanoquímica (LAG e NG) foram de alta pureza (superior a 99%), dados comprovados por meio de técnica termoanalítica (TG/DSC), espectroscópicas (FTIR/EGA), difração de raios-X por método e pó e por análises de adsorção de nitrogênio. O composto produzido via síntese mecanoquímica teve suas propriedades físico-química comparáveis com aquele produzido por método convencional, validando a proposta de síntese mecanoquímica do IRMOF-3.