Síntese e caracterização de redes metalorgânicas para adsorção do Hidrocarboneto Policíclico Aromático naftaleno.

Abstract

A coordenação de íons metálicos a ligantes orgânicos formando redes metalorgânicas (MOFs) com poros e área superficial elevada tem mostrado grande aplicabilidade na química de coordenação em diversas áreas de interesse, dentre essas áreas a aplicação dos MOFs na adsorção de gases tóxicos do ambiente tem sido amplamente estudada. Dentre as substâncias tóxicas com grande emissão antropogênica que representam riscos a saúde estão os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), como o naftaleno, gerados principalmente a partir da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Este trabalho sintetizou MOFs com o objetivo de usar suas propriedades de adsorção na área ambiental através da remoção de naftaleno. Foram realizadas a síntese e a caracterização de compostos contendo centros metálicos de cobre a partir de cinco diferentes ácidos di- e tricarboxílicos como ligantes orgânicos (ácido tereftálico, ácido adípico, ácido 1,4-fenileno diacético, ácido 2,6-naftaleno dicarboxílico e ácido trimésico). Para estudar a influência da relação centro metálico:ligante sobre a reatividade dos poros na adsorção do naftaleno, os compostos foram sintetizados utilizando a relação estequiométrica entre o precursor e o ligante de 1:2 e de 2:1. A composição dos compostos obtidos foi analisada por análise elementar. Os espectros vibracionais no infravermelho indicaram coordenação dos di- e tricarboxilatos dos ligantes ao cobre, os espectros eletrônicos de estado sólido apresentaram banda na faixa de 670-740 nm característica de íons de Cu(II), as curvas de termogravimetria indicaram estabilidade estrutural dos compostos entre 250 e 300 °C, os difratogramas de raios-X de pó são característicos de sólidos cristalinos, a caracterização textural apresentou área superficial entre 1060 e 1500 m²/g e tamanho médio de poros de 8,5 Å. Para avaliar o comportamento dos MOFs ao interagir com naftaleno, os materiais foram mantidos em contato com o HPA em atmosfera controlada, em seguida, as modificações estruturais e propriedades texturais foram analisadas. Os compostos sintetizados a partir dos ácidos tereftálico e 2,6-naftaleno dicarboxílico na estequiometria 1:2 e do ácido 1,4-fenileno diacético nas duas estequiometrias evidenciaram redução entre 36 e 46% da área superficial e do volume de poro, indicando adsorção do naftaleno.