Preparación de redes metal-orgánicas MIL-101 funcionalizadas con grupos amino para su uso como adsorbentes

Abstract

[spa] En este trabajo, se ha preparado la red metal-orgánica MIL-101-(Cr)-NH2 por síntesis asisBda por microondas, uBlizando residuos plásBcos como fuente del ligando 2- aminotereGálico. Posteriormente, el material se ha funcionalizado con dieBlentriamina (MIL-101-(Cr)-NH2-DETA) mediante un tratamiento postsintéBco. Los materiales sinteBzados se han caracterizado mediante difracción de rayos X, adsorción Qsica de gases, espectroscopía infrarroja y espectroscopía infrarroja de molécula sonda. Se ha estudiado su aplicación como adsorbentes del colorante Congo Red, ampliamente uBlizado en la industria y considerado un contaminante orgánico que afecta negaBvamente al medio ambiente. Se ha comprobado que, a pesar de la pérdida de porosidad del material posVuncionalizado, la capacidad de extracción de ambos materiales es similar, indicando que la incorporación de la amina DETA mejora la afinidad hacia el contaminante orgánico. Finalmente, se ha desarrollado un disposiBvo funcional mediante la incorporación del MIL-101-(Cr)-NH2 sobre un soporte impreso en 3D, el cual ha demostrado una gran capacidad para eliminar Congo Red, ampliando así el potencial de estos materiales en el tratamiento de agua.

[cat] En aquest treball, s'ha preparat la xarxa metall-orgànica MIL-101-(Cr)-NH2 per síntesi assisBda per microones, uBlitzant residus plàsBcs com a font del lligand 2- aminotereGàlic. Posteriorment, el material s'ha funcionalitzat amb dieBlentriamina (MIL-101-(Cr)-NH2-DETA) mitjançant un tractament postsintèBc. Els materials sinteBtzats s'han caracteritzat mitjançant difracció de raigs X, adsorció Qsica de gasos, espectroscòpia infraroja i espectroscòpia infraroja de molècula sonda. S'ha estudiat la seva aplicació com a adsorbents del colorant Congo Red, àmpliament uBlitzat a la indústria i considerat un contaminant orgànic que afecta negaBvament el medi ambient. S'ha comprovat que, tot i la pèrdua de porositat del material posVuncionalitzat, la capacitat d'extracció dels dos materials és similar, indicant que la incorporació de l'amina DETA millora l'afinitat cap al contaminant orgànic. Finalment, s'ha desenvolupat un disposiBu funcional mitjançant la incorporació del MIL- 101-(Cr)-NH2 sobre un suport imprès en 3D, el qual ha demostrat una gran capacitat per eliminar Congo Red, ampliant així el potencial d’aquests materials en el tractament de l’aigua.

[eng] In this work, the metal-organic framework MIL-101-(Cr)-NH2 has been prepared by microwave-assisted synthesis using plasBc waste as the source of the 2- aminoterephthalic acid ligand. Subsequently, the material has been funcBonalized with diethylenetriamine (MIL-101-(Cr)-NH2-DETA) through a postsyntheBc treatment. The synthesized materials have been characterized by X-ray diffracBon, physical gas adsorpBon, infrared spectroscopy, and probe molecule infrared spectroscopy. Their applicaBon as adsorbents for the dye Congo Red, widely used in industry and considered an organic contaminant that negaBvely affects the environment, has been studied. It has been found that despite the loss of porosity in the posVuncBonalized material, the extracBon capacity of both materials is similar, indicaBng that the incorporaBon of the DETA amine improves affinity toward the organic contaminant. Finally, a funcBonal device has been developed by incorporaBng MIL-101-(Cr)-NH2 onto a 3D printed support, which has demonstrated a high capacity to remove Congo Red, thereby expanding the potenBal of these materials in water treatment.